JP3026223B2 - 材料の水分含有量の測定方法および装置 - Google Patents

材料の水分含有量の測定方法および装置

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JP3026223B2
JP3026223B2 JP2005402A JP540290A JP3026223B2 JP 3026223 B2 JP3026223 B2 JP 3026223B2 JP 2005402 A JP2005402 A JP 2005402A JP 540290 A JP540290 A JP 540290A JP 3026223 B2 JP3026223 B2 JP 3026223B2
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    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は材料の水分含有量を測定するための方法およ
び装置に関する。
(従来の技術) 材料の水分含有量をオンラインで測定するために現在
使用されている測定方法と機器は、静電容量(キャパシ
タンス)、電気伝導(コンダクタンス)、中性子散乱、
赤外線放射またはマイクロ波放射を利用することを基礎
にしているのが一般的である。
(発明が解決しようとする課題) マイクロ波は300MHz乃至300GHzの周波数範囲に属する
電波である。マイクロ波湿度計は、過渡的減衰または位
相シフトを測定することによって作用するのが一般であ
る。過渡的減衰の測定は反射による干渉の影響を受けや
すく、また位相シフトの測定は、特に材料が厚層で位相
シフトが360゜を超える可能性のある場合には、技術的
に実施が困難である。
(課題を解決するための手段) 本発明の目的は、まず第1に木材や製紙産業において
応用するために、材料の水分含有量をオンラインで測定
するための方法および装置を提供することと、測定結果
を利用して処理工程を実時間で調整できるようにするこ
とである。
本願は、下記の測定方法及び測定装置を提案すること
によって、上記問題を解決した。すなわち、本願が提案
する測定方法は、一定の測定ギャップ内を通過する測定
すべき材料内をマイクロ波信号が通る材料の水分含有量
の測定方法において、マイクロ波信号が測定すべき材料
を通り抜けるときに起こる速度変化を周波数変調によっ
て測定することにより、マイクロ波信号を発生し、その
マイクロ波信号の周波数を一定の時間期間T内にその周
波数範囲の下限周波数f1から上限周波数f2にまたはその
逆に、数学的関数に従って変化させ、そのマイクロ波信
号を第1成分と第2成分に分割し、第1成分を測定個所
で材料内に送り込み、第1成分が材料を通り抜けたあ
と、第2成分と混合し、かくして得た混合信号から遅延
に対応する中間周波数信号△fを形成し、測定対象の材
料の水分含有量を水分含有量と中間周波数信号△f間の
既知の相互依存関係に基づいて、前記信号△fから判定
することを特徴とした材料の水分含有量の測定方法であ
る。また、本願が提案する測定装置は、測定すべき材料
内にマイクロ波信号を送り込む送信装置1と、材料を通
り抜けた信号の速度変化を測定し、前記マイクロ波信号
の速度変化と材料の水分含有量の変化間の既知の相互依
存関係に基づいて材料の水分含有量を判定する検出装置
2及びカウント装置3とからで構成されている材料の水
分含有量測定装置であって、前記送信装置1はマイクロ
波周波数範囲内の周波数をもつ信号を発生し、その信号
周波数を数学的関数に従って、一定の時間期間T内に下
限周波数f1から上限周波数f2に、あるいはその逆に変化
させることを目的とした発振器4と、信号を発振回路内
に一方向にだけ通過させることを目的としたアイソレー
タ5と、信号を第1成分Iと第2成分IIに分割すること
を目的とした方向性結合器6と、方向性結合器から得た
第1信号成分を測定すべき材料内に送り込むことを目的
とした送信器7とで構成され、前記検出装置2は測定す
べき材料を通り抜けたあと第1信号成分Iを受信するこ
とを目的とした受信器8と、第1入力ゲートRFと第2入
力ゲートL0と出力ゲートIFとを備え、受信器8から第1
信号成分Iをその第1入力ゲートRFを通して受信し、前
記方向性結合器6から直接に第2信号成分IIをその第2
入力ゲートL0を通して受信し、入力ゲートL0とRFに入力
された信号を混合し、かくして形成された信号から遅延
に対応する中間周波数信号△fを発生し、その信号を出
力ゲートIFから出力することを目的としたミキサー9と
で構成され、前記カウント装置3は発振器4を制御し、
ミキサー9の出力ゲートIFから取り出された中間周波数
信号△fの周波数を測定し、当該信号△fと水分含有量
間の既知の相互依存関係に基づいて中間周波数信号から
測定対象の材料の水分含有量値を判定することを目的と
していることを特徴とした材料の水分含有量の測定装置
である。
(作用) 本発明は、ある材料におけるマイクロ波伝播速度が、
下式に示すように、その材料の誘電特性に依存するとい
う事実に基づいている。
ただし、 ε′=材料の相対誘電定数の実数部分 ε″=材料の相対誘電定数の虚数部分 c =光速度 水分の誘電定数は他の大部分の物質に比べて大きい。
水分を含む材料を通り抜けるマイクロ波の速度が乾燥材
料を通り抜けるマイクロ波の速度よりも遅くなるのはこ
のためである。このことから材料の水分含有量を測定す
ることが可能である。マイクロ波速度の減少によって起
こる時間遅延δは、下式(2)から計算によって求める
ことができる。
ただし、 δ =時間遅延 d =材料内をマイクロ波が走行する距離 v =材料内のマイクロ波の速度 ε′=材料の相対誘電定数の実数部分 ε =材料の相対誘電定数の虚数部分 材料の水分含有量を測定するための本発明の方法は、
測定すべき材料にマイクロ波信号を通過させ、材料内を
走行した信号の速度変化を測定し、その測定変化と、マ
イクロ波信号速度の変化と材料の水分含有量間の既知の
相互依存関係とに基づいて、材料の水分含有量を測定す
るものである。
本発明による方法の実施例によれば、マイクロ波信号
の速度変化は、周波数変調、マイクロ波パルス、バース
トまたはパルス列の通過時間、または雑音の相関関係に
よって測定される。
本発明による方法の実施例では、材料内を走行したマ
イクロ波パルス、バーストまたはパルス列の通過時間
は、一定の測定ギャップにおいて測定される。
本発明による方法の実施例では、測定ギャップ内の通
過時間は、マイクロ波パルス、バーストまたはパルス列
を送信してから受信するまでの時間間隔として、クロッ
クを用いて直接的に測定される。
本発明による方法の実施例では、測定すべき材料内を
走行した連続的または間欠的パルス形またはパルス列形
マイクロ波信号の通過時間は、相関関係手法を用いて、
つまり、広帯域の雑音を送信することにより、あるいは
マイクロ波信号をランダムな雑音またはランダムなディ
ジタル信号で変調し、送信信号と受信信号の相互相関関
数によって通過時間を測定することによって測定され
る。
本発明による他の方法の実施例では、マイクロ波信号
が測定すべき材料内を走行するときに起こる速度変化
は、周波数変調によって測定される。つまり、マイクロ
波信号を発生させ、マイクロ波信号の周波数を、その周
波数範囲の下限周波数f1から上限周波数f2に、あるいは
その逆に(またはその両方に)数学的関数に従って、あ
る時間期間T内に変化させ、そのマイクロ波信号を第1
成分と第2成分に分割し、その第1成分を測定個所で材
料内に送り込み、材料内を通り抜けた第1成分を第2成
分と混合し、かくして得た混合信号から遅延に対応する
中間周波数信号Δfを形成し、測定対象の材料の水分含
有量を、水分含有量と中間周波数信号Δf間の既知の相
互依存関係に基づいて前記信号Δfから求められる。
中間周波数Δfは下式のように計算で求めることも可
能である。
Δf=B・d・{(ε′+|ε|)/2}1/2/(T・c) ……(3) ただし、 B =f2−f1=掃引幅(周波数がその範囲内で変化
する帯域の幅) f1 =掃引帯域の下限=下限周波数 f2 =掃引帯域の上限=上限周波数 d =材料内のマイクロ波の走行距離 ε′=材料の相対誘電定数の実数部分 ε =材料の相対誘電定数 T =掃引時間 c =光速度 表1は、ある種の材料の代表的な中間周波数Δfの値
を示しており、これらは式(3)から得たものである。
ここで採用されているパラメーター値は、B=2GHz、T
=10ms、d=30cmおよびc=3・108m/sである。
上表から明らかなように、水の誘電定数は、他の材料
の誘電定数に比べて高くなっている。従って、中間周波
数は、水分を含む木材の方が乾燥木材よりも高くなって
いる。
どの材料の場合も、その水分含有量は、材料の水分含
有量と中間周波数信号の周波数間の相関関係が分かって
いれば、計算によっても、図形的手法によっても、中間
周波数信号Δfの周波数から求められる。この相関関係
は、その水分含有量が判明しているか、あるいは測定す
る必要のある材料について、本発明の方法と装置を用い
てなん度も測定を行なうことによって求めることが可能
である。その測定結果に基づいて、これらの2つの量の
相互依存関係を表わした関数が形成される。この関係
は、次に、本発明の方法と装置を用いて行なわれる測定
で利用され、材料の水分含有量が測定または算出され
る。この相互依存関係を表わした関数をコンピュータ・
プログラムに組み入れれば、水分含有量の最終値を計算
することができる。
本発明による方法の実施例では、マイクロ波信号の周
波数は、下限周波数f1から上限周波数f2に、次に上限周
波数f2から下限周波数f1に、連続的にまたは循環的に変
化される。
本発明による方法の実施例では、測定すべき材料は木
材チップや紙繊維(ウェブ)、懸濁水といったように、
測定ギャップを通過する材料の流れ、例えば、化学的ま
たは機械的木材バルブから構成されている。
本発明による方法の実施例では、水分含有量の測定
は、連続測定処理として実施される。
本発明による装置は、測定すべき材料にマイクロ波信
号を送り込む送信装置と、材料に送り込まれた信号の速
度変化を測定し、問題のマイクロ波信号の速度変化と材
料の水分含有量変化間の既知の相互依存関係に基づい
て、材料の水分含有量を判定する検出装置およびカウン
ト装置とから構成されている。
本発明による他の装置の実施例では、送信装置はマイ
クロ波周波数範囲に属する周波数をもつ信号を発生し、
その信号周波数を、数学的関数に従って一定の時間期間
T内に、下限周波数f1から上限周波数f2にまたはその逆
に(あるいはその両方に)変化させることを目的とした
発振器と、発振回路内の信号を一方向にだけ通過させる
ことを目的としたアイソレータと、信号を第1成分と第
2成分に分割することを目的とした方向性結合器と、方
向性結合器から得た第1信号成分と測定すべき材料内に
送り込むことを目的とした送信器(例えば、送信アンテ
ナ)とから構成されている。また、検出装置は測定すべ
き材料を通り抜けたあと第1信号成分を受信することを
目的とした受信器(例えば、受信アンテナ)と、第1入
力ゲートと第2入力ゲートと出力ゲートとを備え第1成
分を受信器からその第1入力ゲートを通して受信し、第
2成分を前記方向性結合器から直接にその第2入力ゲー
トを通して受信して、第1、第2入力ゲートに入力され
た信号を混合して、かくして得た信号から遅延に対応す
る中間周波数信号を発生し、その信号を出力ゲートから
出力することを目的としたミキサーとから構成されてい
る。さらに、カウント装置の目的は、発振器を制御する
ことと、ミキサー出力ゲートから得た中間周波数信号の
周波数を測定することと、測定対象の材料の水分含有量
値を、当該中間周波数信号と水分含有量間の既知相互依
存関係に基づいて中間周波数信号から求めることにあ
る。
本発明による装置の実施例では、送信器と受信器は測
定中の材料に対して相互に異なる側に配置されている。
本発明による他の装置の実施例では、送信器と受信器
は測定すべき材料に対して同じ側に配置されており、反
対側には反射板が設けられて、送信器から送り出された
マイクロ波信号を反射して、材料を通り抜けたあと受信
器に送り込まれるようになっている。
本発明による装置の実施例では、カウント装置は、マ
イクロ波信号の周波数が下限周波数f1から上限周波数f2
に、次に、上限周波数f2から下限周波数f1に連続的およ
び循環的に変化するように、発振器を制御する設計にな
っている。
本発明による他の装置の実施例では、第1電気ケーブ
ル11と第2電気ケーブル12と第3電気ケーブル13とを備
えており、第1電気ケーブル11を通して方向性結合器6
からの信号の第2成分IIがミキサー9の第2入力ゲート
L0に送られ、第2電気ケーブル12を通して方向性結合器
からの信号の第1成分Iが送信器7に送られ、第3電気
ケーブル13を通して測定対象の材料を通り抜けた前記信
号の第1成分Iが受信器8からミキサー9の第1入力ゲ
ートRFに送られ、ミキサー9において前記第1入力ゲー
トRF及び第2入力ゲートL0に入力された信号を混合し、
こうして得られた信号から中間周波数信号△fを発生す
ることが容易になるように前記第1、第2および第3電
気ケーブルの長さが定められている。中間周波数信号の
周波数は、掃引幅(B)、掃引時間(T)、または測定
対象の材料内をマイクロ波が走行する距離(d)を変え
ることによって、所望レベルに調整することも可能であ
る。
従来公知の技術では、所謂マイクロ波周波数変調(FM
−CW)方式が単距離レーダー応用分野において、例え
ば、表面のレベルや氷の厚さを測定するために採用され
ている。かかる応用分野については、「レベルの正確測
定のためのFMレーダー」(第9回欧州マイクロ波会議、
ブライトン1979年712−715ページ)およびジャックーラ
P.,イレーネンP.,チュリM.共著「FM−CWレーダーによる
氷と霜の厚さの測定」(第10回欧州マイクロ波会議、ワ
ルソー1980年)に記載されている。
これらの従来公知のレーダー応用分野においては、測
定対象物とレーダー送信器/受信器間の距離が変化する
のに対し、送信器/受信器と反射対象物間の媒質(空気
が普通である)は、マイクロ波に関する限り、不変のま
まである。
本発明によれば、マイクロ波周波数変調方式(FM−CW
方式)は、全く新しい応用分野で、つまり、従来応用さ
れることがなかった材料の水分含有量の測定といった分
野で採用することが可能である。
(発明の効果) 本発明によれば、例えば、材料が流れとして移動する
場合に、水分測定を非常に高速にかつ連続的に行なうこ
とができるという利点がある。従って、測定結果を利用
して、連続処理工程を実時間で調整することが可能であ
る。
本発明の別の利点は、測定すべき出力信号は処理が容
易な信号、つまり、バースト信号であり、その周波数の
測定が単純化され、容易であるので、装置に使用される
電子回路に要求される条件は必ずしも高度でなくても、
測定ができることである。
本発明によれば、FM−CW方式がもつすべての利点を利
用して、材料の水分含有量を測定することが可能であ
る。
(実 施 例) 以下、添付図面を参照して本発明を詳述する。
第1図に示す測定装置によれば、本装置からマイクロ
波信号が測定対象の材料内に送り込まれると、材料を通
り抜けた信号の速度変化が測定され、前記マイクロ波信
号の速度変化と材料の水分含有量の変化間の既知の相互
依存関係に基づいて、材料の水分含有量が判断されるよ
うになっている。本装置は送信装置1と、検出装置2
と、カウント装置3とから構成されている。速度変化の
測定は、周波数変調に基づいて行なうことも、マイクロ
波パルス、バーストまたはパルス列の通過時間または雑
音の相関関係に基づいて行なうことも可能である。
第2図に示す本発明の他の実施例による装置によれ
ば、マイクロ波信号が同様に材料内に送り込まれると、
周波数変調を使用して、装置は材料を通り抜けた信号の
速度変化を測定し、マイクロ波信号の速度変化と材料の
水分含有量の変化間の既知の相互依存関係に基づいて、
材料の水分含有量を判断する。
本装置は送信装置1と、検出装置2と、カウント装置
3とから構成されている。
送信装置1は発振器4と、アイソレータ5と、方向性
結合器6と、送信器7とから構成されている。検出装置
2は受信器8とミキサー9から構成されている。
発振器4はマイクロ波周波数の信号を出力する。この
発振器は、カウンタ3の制御を受けて、信号の周波数を
一定の周波数範囲内で線形的に、一定の時間期間内に変
化させる。そのあと、信号周波数は再度周波数範囲の上
限周波数から下限周波数に線形的に変化される。これら
の循環的変化は間断なく続けられる。
アイソレータ5は、マイクロ波信号が発振回路内を一
方向にだけ通過できるようにする働きをする。
方向性結合器6はマイクロ波信号を第1成分Iと第2
成分IIに分割する。マイクロ波信号の第1成分Iは第2
電気ケーブル12を通って送信器7に送られる。
送信器7から信号が測定対象の材料内に送り込まれ
る。
受信器8は測定対象の材料を通り抜けたマイクロ波信
号Iを受信する。送信器と受信器は材料を挾んで向き合
うように配置されている。材料を通り抜ける途中で、信
号Iは、ミキサー9で基準量として使用される第2マイ
クロ波信号成分IIよりも速度が遅くなり、時間的に遅延
する。
ミキサー9は第1入力ゲートRFと、第2入力ゲートL0
と、出力ゲートIFとから構成されている。ミキサーの第
2入力ゲートL0には、ケーブル11を通って方向性結合器
から直接に送られてきた第2信号成分IIが入力される。
ミキサー9の第1入力ゲートRFには、ケーブル13を通っ
て受信器から送られてきた第1信号成分Iが入力され
る。
ミキサー9では、その入力ゲートRFとL0に入力された
信号IとIIが混合される。このようにして得られた信号
から、ミキサーは中間周波数信号Δfを発生し、出力ゲ
ートIFから取り出される。
電気ケーブル11、12および13の長さを適当に選択する
ことにより、遅延に相当する中間周波数信号Δfは技術
的に測定を容易にするレベルに調整される。
カウント装置3はミキサーの出力ゲートIFから取り出
された中間周波数信号Δfの周波数を測定する。測定対
象の材料の水分含有量値は、中間周波数信号Δfと水分
含有量間の既知の相互依存関係に基づいて、この周波数
から求めることができる。どの材料の場合も、この相互
依存関係が分かっていれば、水分含有量値は計算によっ
ても、図形的手法によっても、求めることができる。こ
の相互依存関係は、既知の水分含有量値をもつ材料につ
いて、本発明の方法と装置によって数回測定を行なうこ
とにより、判断することができる。これらの測定結果に
基づき、これらの量の相互依存関係を表わした関数が形
成される。この関数は、そのあと、本発明の方法と装置
によって行なわれる測定において、材料の水分含有量値
を計算する際に利用される。
第3a図は、ミキサー9の第1入力ゲートRFと第2入力
ゲートL0に現われるマイクロ波信号の周波数をグラフで
表わして、示したものである。信号周波数は、ある時間
期間Tに、下限周波数f1から上限周波数f2に変化する
が、その変化の勾配は一定になっている。ミキサーの第
1入力ゲートRFに入力された信号Iは、第2入力ゲート
L0に入力された信号IIよりも、時間δだけ遅延してい
る。実線は第2入力ゲートL0に現われる信号IIを表わし
ており、破線は第1入力ゲートRFに現われる信号Iを表
わしている。この時間差δが発生するのは、マイクロ波
が送信器7から受信器8までの途中で遅延するからであ
る。これらの信号IとIIから、ミキサーは、測定対象の
材料の水分含有量に比例している中間周波数信号Δfを
出力する。
第3b図の曲線は、時間と共に変化する中間周波数信号
Δfの振幅を表わしている。
第4図は、送信器7と受信器8が測定対象の材料の同
じ側に配置され、反対側に反射板10が設けられている実
施例を示したものである。
第5図は、木材チップの測定結果を示したものであ
る。これらの測定は、水分含有量と中間周波数信号の周
波数間の相互依存関係を確定するために、本発明の方法
によって行なわれたものである。測定パラメーターは、
B=0.9GHz、T=11.1msおよびd=5cmとした、測定
は、6種類の既知水分含有量値をもつ木材チップについ
て行なわれ、その結果、中間周波数信号Δfは対応する
6種類の周波数が得られた。木材チップの水分含有量
は、各測定個所で重量比で表わすのが望ましいので、周
波数の値は測定対象のサンプルの密度で除算して、異な
る密度が結果に及ぼす影響を除去した。
図において、測定結果とその測定結果から求めた相互
依存関係関数はグラフで表わされている。縦軸は測定対
象の材料の密度で除算した中間周波数信号Δfの周波数
を表わしている。横軸は木材チップの水分含有量を重量
比で表わしている。表1中の木材のデータは充実した木
材に関する値の大きさを種類別に示したものであり、従
って、木材チップで測定した第5図の結果と一致してい
ないことに注意すべきである。
本発明は上述した各種実施例に限定されるものではな
く、特許請求の範囲に記載されている本発明の概念の範
囲内で種々変更および改良が可能であることは勿論であ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の装置の回路の原理図、 第2図は本発明の別実施例による装置の回路の原理図、 第3図は時間と共に変化する第2図図示装置の発振周波
数とミキサー出力信号を示した図で、第3図(a)はミ
キサーの入力ゲートに現われる周波数、第3図(b)は
ミキサー出力信号の振幅を示している、 第4図は本発明の第3実施例による装置の詳細図、 第5図は本発明の第4実施例による方法と装置で得た測
定結果を示した図である。 1……送信装置、2……検出装置 3……カウント装置、4……発振器 5……アイソレータ、6……方向性結合器 7……発振器、8……受信器 9……ミキサー、10……反射板 11、12、13……電気ケーブル I……第1信号成分、II……第2信号成分 IF……出力ゲート、L0……第2入力ゲート RF……第1入力ゲート、Δf……中間周波数信号
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−19846(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01N 22/00 - 22/04

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一定の測定ギャップ内を通過する水分含有
    量を測定すべき材料内を、マイクロ波信号が通る材料の
    水分含有量の測定方法において、マイクロ波信号を発生
    させ、そのマイクロ波信号の周波数を一定の時間期間T
    内にその周波数範囲の下限周波数f1から上限周波数f2に
    またはその逆に、数学的関数に従って変化させ、そのマ
    イクロ波信号を第1成分と第2成分に分割し、第1成分
    を測定個所で材料内に送り込み、第1成分が材料を通り
    抜けたあと、第2成分と混合し、かくして得た混合信号
    から遅延に対応する中間周波数信号△fを形成し、マイ
    クロ波信号が測定すべき材料を通り抜けるときに起こる
    速度変化を周波数変調によって測定することにより、測
    定対象の材料の水分含有量を、水分含有量と中間周波数
    信号△f間の既知の相互依存関係に基づいて、判定する
    ことを特徴とした材料の水分含有量の測定方法。
  2. 【請求項2】マイクロ波信号の周波数を下限周波数f1か
    ら上限周波数f2に、次に上限周波数f2から下限周波数f1
    に、連続的および循環的に変化させることを特徴とした
    請求項1に記載の材料の水分含有量の測定方法。
  3. 【請求項3】測定すべき材料が材料の流れとして測定ギ
    ャップ内を通過することを特徴とした請求項1又は2記
    載の材料の水分含有量の測定方法。
  4. 【請求項4】水分含有量の測定は連続測定工程として行
    なうことを特徴とした請求項1乃至3のいずれかに記載
    の材料の水分含有量の測定方法。
  5. 【請求項5】測定すべき材料内にマイクロ波信号を送り
    込む送信装置(1)と、材料を通り抜けた信号の速度変
    化を測定し、前記マイクロ波信号の速度変化と材料の水
    分含有量の変化間の既知の相互依存関係に基づいて材料
    の水分含有量を判定する検出装置(2)及びカウント装
    置(3)とからで構成されている材料の水分含有量測定
    装置であって、前記送信装置(1)はマイクロ波周波数
    範囲内の周波数をもつ信号を発生し、その信号周波数を
    数学的関数に従って、一定の時間期間T内に下限周波数
    f1から上限周波数f2に、あるいはその逆に変化させるこ
    とを目的とした発振器(4)と、信号を発振回路内に一
    方向にだけ通過させることを目的としたアイソレータ
    (5)と、信号を第1成分(I)と第2成分(II)に分
    割することを目的とした方向性結合器(6)と、方向性
    結合器から得た第1信号成分を測定すべき材料内に送り
    込むことを目的とした送信器(7)とで構成され、前記
    検出装置(2)は測定すべき材料を通り抜けたあと第1
    信号成分(I)を受信することを目的とした受信器
    (8)と、第1入力ゲート(RF)と第2入力ゲート(L
    0)と出力ゲート(IF)とを備え、受信器(8)から第
    1信号成分(I)をその第1入力ゲート(RF)を通して
    受信し、前記方向性結合器(6)から直接に第2信号成
    分(II)をその第2入力ゲート(L0)を通して受信し、
    入力ゲート(L0)と(RF)に入力された信号を混合し、
    かくして形成された信号から遅延に対応する中間周波数
    信号△fを発生し、その信号を出力ゲート(IF)から出
    力することを目的としたミキサー(9)とで構成され、
    前記カウント装置(3)は発振器(4)を制御し、ミキ
    サー(9)の出力ゲート(IF)から取り出された中間周
    波数信号△fの周波数を測定し、当該信号△fと水分含
    有量間の既知の相互依存関係に基づいて中間周波数信号
    から測定対象の材料の水分含有量を判定することを目的
    としていることを特徴とした材料の水分含有量の測定装
    置。
  6. 【請求項6】送信器(7)と受信器(8)は、測定対象
    の材料の異なる側に配置されていることを特徴とした請
    求項5に記載の材料の水分含有量の測定装置。
  7. 【請求項7】送信器(7)と受信器(8)は測定すべき
    材料に対して同じ側に配置され、送信器(7)から送信
    されてきたマイクロ波信号を受信器(8)に反射するた
    めの反射板(10)が反対側に設けられていることを特徴
    とした請求項5または6に記載の材料の水分含有量の測
    定装置。
  8. 【請求項8】カウント装置(3)は、マイクロ波信号の
    周波数が下限周波数f1から上限周波数f2に、次に上限周
    波数f2から下限周波数f1に、連続的および循環的に変化
    するように発振器(4)を制御することを目的としてい
    ることを特徴とした請求項5乃至7のいずれかに記載の
    材料の水分含有量の測定装置。
  9. 【請求項9】第1電気ケーブル(11)と第2電気ケーブ
    ル(12)と第3電気ケーブル(13)とを備えており、第
    1電気ケーブル(11)を通して方向性結合器(6)から
    の信号の第2成分(II)がミキサー(9)の第2入力ゲ
    ート(L0)に送られ、第2電気ケーブル(12)を通して
    方向性結合器からの信号の第1成分(I)が送信器
    (7)に送られ、第3電気ケーブル(13)を通して測定
    対象の材料を通り抜けた前記信号の第1成分(I)が受
    信器(8)からミキサー(9)の第1入力ゲート(RF)
    に送られ、ミキサー(9)において前記第1入力ゲート
    (RF)及び第2入力ゲート(L0)に入力された信号を混
    合し、こうして得られた信号から中間周波数信号△fを
    発生することが容易になるように前記第1、第2および
    第3電気ケーブルの長さを定めていることを特徴とした
    請求項5乃至8のいずれかに記載の材料の水分含有量の
    測定装置。
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Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3160474B2 (ja) * 1994-09-12 2001-04-25 株式会社東芝 マイクロ波濃度計
DE19725305A1 (de) * 1997-06-14 1998-12-17 Micas Elektronik Gmbh U Co Kg Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung des Feuchtigkeitsgehalts von Gegenständen
FI104447B (fi) * 1998-07-10 2000-01-31 Valmet Automation Inc Menetelmä ja mittalaite nestemäisen aineen kaasupitoisuuden mittaamiseksi
JP2000111499A (ja) 1998-10-02 2000-04-21 Toshiba Fa Syst Eng Corp マイクロ波濃度測定装置
US6854322B2 (en) * 2002-06-10 2005-02-15 The Procter & Gamble Company Directional coupler sensor
US7151380B2 (en) 2004-08-06 2006-12-19 Voith Paper Patent Gmbh Microwave water weight sensor and process
DE102004058641B4 (de) * 2004-12-01 2007-03-01 Agueeva, Olga, Dr. Verfahren zur kontinuierlichen oder diskontinuierlichen Bestimmung der Konzentration der enthaltenen Bestandteile in einem Medium mittels Auswertung der das Medium durchdringende Mikrowellen
DE102006052789B3 (de) * 2006-11-09 2008-07-10 Festo Ag & Co Verfahren und Positionsmessvorrichtung zur Bestimmung einer Position eines Messobjekts
EP3014254B1 (en) * 2013-06-28 2022-10-12 Sensors & Software Inc. System and method for measurement of material property using variable reflector
DE102014216466A1 (de) * 2014-08-20 2016-02-25 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Quantitative Bestimmung des Wassergehalts an Werkstoffen
CN104977312B (zh) * 2015-06-18 2017-10-13 四川莱源科技有限公司 雷达型微波测水仪器的测试方法
DE102017202214B4 (de) 2017-02-13 2019-06-27 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren und Anordnung zur Messung von Eigenschaften einer Materialbahn

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3851244A (en) * 1973-12-18 1974-11-26 Electronic Ass Of Canada Ltd Microwave moisture measuring apparatus
NL8100250A (nl) * 1980-03-13 1981-10-01 Halliburton Co Akoestisch logstelsel met zwaai-energiebron.
DE3150202A1 (de) * 1981-12-18 1983-06-23 Philips Patentverwaltung Gmbh, 2000 Hamburg Anordnung zur messung der feuchte
JPH0785062B2 (ja) * 1987-06-09 1995-09-13 建設省土木研究所長 電磁波による土の乾燥密度の測定方法

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