JP4060008B2 - Moisture measuring device for ready-mixed concrete, mortar, sand, etc. and measuring method thereof - Google Patents

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寛治 鳥谷部
千暁 豊田
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株式会社ケット科学研究所
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Description

【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、砂の内の任意の1つを測定する水分測定装置及び水分測定方法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もとめるものがあるが、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・透過させて、その減衰により水分をもとめるものがあるが、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もとめるものもあるが、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。
【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を正確にかつ作業性よく測定することができる水分測定装置及び水分測定方法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記載の発明に係る水分測定装置によれば、装置本体に備えた被測定物である生コンクリート、モルタル、砂の内の任意の1つの静電容量を計測する手段により、この装置本体に装着される試料ケースに収容した被測定物である生コンクリート、モルタル、砂の内の任意の1つの静電容量の計測に基づいて水分含有率を求めることができ、しかも、操作部を設けたことにより操作の容易化を図れ、また表示部を設けたことにより測定結果の確認の容易化を図ることができ、更に試料ケースが装置本体に対して着脱可能であるので、試料ケースの清掃が容易で、又は破壊時等において新品とのクタ部分の清掃が容易で、コネクタ部分が故障したり破壊したりした場合でも取り換えも容易となり、更にまた、装置本体のコネクタ部分が着脱可能であるため、コネコネクタ部分のみの交換ですむ利点がある。
更に、請求項1記載の発明に係る水分測定装置によれば、前記試料ケースが、内面を傾斜面としたケースであるので、試料ケースの内面を傾斜面としているので被測定物の出し入れが容易となり、また、装置における上ケース上には前記試料ケース底面に設けた装着案内溝に係合する装着ガイドを設けたことにより、コネクタとの位置関係を気にしなくても、試料ケースを装置本体の所定の位置に確実に装着できる。
請求項2記載の発明の生コンクリート、モルタル、砂の内の任意の1つを測定する水分測定方法は、生コンクリート、モルタル、砂の内の任意の1つの被測定物の静電容量を計測する手段により、被測定物の水分含有率を求める水分測定方法で、装置内において使用する被測定物を収容する試料ケースには電極部を設けたとともに、装置本体には試料ケースの当該電極部との電気的導通をとるコネクタ部分を設け、このコネクタ部分を装置本体から着脱可能とした水分測定装置を具備し、前記試料ケースの収容領域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し、装置における上ケース上には前記試料ケース底面に設けた装着案内溝に係合する装着ガイドを設けたものであることを特徴とする水分測定方法であって、しかも、可変コンデンサを備えたLCR直列共振回路に、外部から所定の周波数の高周波電力を供給し、可変コンデンサの容量を可変して共振をとる工程と、共振状態とした後可変コンデンサの両端に生コンクリート、モルタル、砂の内の任意の1つの被測定物を接続し、可変コンデンサの容量を可変して共振をとる工程と、前記各共振時の可変コンデンサの容量変化値から被測定物の静電容量を求める工程とを有することを特徴とするものである。
この発明によれば、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。
請求項3記載の発明の生コンクリート、モルタル、砂の内の任意の1つを測定する水分測定方法は、生コンクリート、モルタル、砂の内の任意の1つの被測定物の静電容量を計測する手段により、被測定物の水分含有率を求める水分測定方法で、装置内において使用する被測定物を収容する試料ケースには電極部を設けたとともに、装置本体には試料ケースの当該電極部との電気的導通をとるコネクタ部分を設け、このコネクタ部分を装置本体から着脱可能とした水分測定装置を具備し、前記試料ケースの収容領域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し、装置における上ケース上には前記試料ケース底面に設けた装着案内溝に係合する装着ガイドを設けたものであることを特徴とする水分測定方法であって、しかも、2個の可変コンデンサを備えたCRで構成される高周波ブリッジ回路に、外部から所定の周波数の高周波電源を加え、2個の可変コンデンサの容量を可変して高周波ブリッジ回路の平衡をとる工程と、一方の可変コンデンサの両端に生コンクリート、モルタル、砂の内の任意の1つの被測定物を接続し、2個の可変コンデンサの容量を可変して高周波ブリッジ回路の平衡をとる工程と、被測定物を接続した一方の可変コンデンサの容量変化値から前記被測定物の静電容量を求める工程とを有することを特徴とするものである。
この発明によれば、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の容量変化値から前記被測定物の静電容量を正確に求めることができる。
【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。
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。
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。ここにいう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。
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、パッキン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。
更に、装置本体内には、後述するLCR直列共振回路、又は高周波ブリッジ回路を搭載している。
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、この収容領域90を形成する垂直壁部14aに、試料ケース40との電気的接続をとる接点アッセンブリ1を着脱可能に取り付けている。接点アッセンブリ1を着脱可能としているので、接点アッセンブリ1の保守や取り換えが容易であるという利点がある。
前記試料ケース40の収容領域90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、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、接点アッセンブリ1との位置関係を気にすることなく、試料ケース40を上ケース14上において前記接点アッセンブリ1と正確に位置決めして測定状態とすることができるようになっている。
前記装着案内溝40a、装着ガイド40bは、試料ケース及び本体装置に設ける場合だけでなく、試料ケース又は本体装置のいずれか一方にのみ設けるようにしても良い。
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10、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へ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、それぞ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。
添付する図4は、試料ケース40に設けた測定電極41、42との電気的接続をとる接点アッセンブリ1を示すものである。
前記接点アッセンブリ1は、図4に示すように、プレート33に設けた一対構成のコネクタ受体36に対して、一対構成からなる接点バネ32、接点カバー34、接点固定具35をネジ200等を用いて組み付けている。アナログ基板31はプレート33の背面に取り付けられている。
そして、図1に示すように、試料ケース40に設けた測定電極41、42を一対構成の接点バネ32に各々接続することで、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の露出面41a、42a間に、例えば生コンクリート100等を収納することで、この生コンクリート100の水分量を本実施の形態の水分測定装置により測定しその静電容量を算出可能としている。
なお、本発明においては、前記試料ケース40を具備することを必須とするものではなく、試料ケース40と代替して、被測定物に挿入された電極をケーブル等で本実施の形態の水分測定装置に接続してより測定して静電容量を測定することも可能である。
添付する図5、図6は、本実施の形態に係る前記水分測定装置に搭載した静電容量を測定するLCR直列共振回路、高周波ブリッジ回路の構成を示すものである。
図5に示すLCR直列共振回路は、高周波電源150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、生コンクリート100を収容した試料ケース40を装置本体に装着して、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、検出器DETを備え、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り、次に、生コンクリート100を収容した試料ケース40を装置本体に装着した状態で、可変コンデンサV2の両端に、等価的に表される抵抗Rx、コンデンサCxの並列回路を接続して、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。
なお、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の設置箇所の近傍位置に配置しない構造とすることで、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、以下の各効果を奏する。
請求項1記載の発明によれば、生コンクリート、モルタル、砂等の被測定物の測定の正確性を期すことができる水分測定装置を実現でき、しかも、操作の容易化、測定結果の確認の容易化を図ることができ、また、試料ケースの清掃が容易で、新品との取り換えも容易となり、更に、コネクタ部分の清掃が容易で、コネクタ部分が故障したり破壊したりした場合でも、コネクタ部分の交換が容易で、更に、試料ケースの内面を傾斜面としているので被測定物の出し入れが容易となり、また、コネクタとの位置関係を気にしなくても、試料ケースを装置本体の所定の位置に確実に装着できる水分測定装置を提供することができる。
請求項2記載の発明によれば、LCR直列共振回路を用いた簡略な構成で、被測定物の静電容量を正確に求めることができる水分測定方法を提供することができる。
請求項3記載の発明によれば、高周波ブリッジ回路を用いた簡略な構成で可変コンデンサの容量変化値から前記被測定物の静電容量を正確に求めることができる水分測定方法を提供することができる。
【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】本実施の形態の水分測定装置の分解斜視図である。
【図3】本実施の形態の水分測定装置における収容ケースの底部分の斜視図である。
【図4】本実施の形態の水分測定装置のコネクタ部分の分解斜視図である。
【図5】本実施の形態の水分測定装置に搭載したLCR共振回路を示す回路図である。
【図6】本実施の形態の水分測定装置に搭載した高周波ブリッジ回路を示す回路図である。
【符号の説明】
1 接点アッセンブリ
2 CPU基板アッセンブリ
3 操作スイッチ基板アッセンブリ
3a 操作キー
4 パネルシート
13 下ケース
14 上ケース
15 電池蓋
22 LCDモジュール
40 試料ケース
41 測定電極
42 測定電極
50 電池収納部
60 表示部
70 操作部
90 収容領域
100 生コンクリート
150 高周波電源
Rx 抵抗
Cx コンデンサ
VC1 可変コンデンサ
VC2 可変コンデンサ
C 可変コンデンサ
DET 検出器
L コイル
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a moisture measuring device and a moisture measuring method for measuring any one of ready-mixed concrete, mortar, and sand.
[Prior art]
Conventionally, various devices for measuring moisture such as ready-mixed concrete and mortar have been proposed as follows.
For example, there is one that obtains moisture from the weight change by heating and drying the object to be measured (using a lamp, a heater, or high-frequency heating), but in this case, the measurement takes too much time. In addition, there is a device that irradiates and transmits radiation (radioisotope) to an object to be measured, and obtains moisture by attenuation, but in this case, the apparatus is large and expensive. In addition, there are some that irradiate and transmit microwaves to the object to be measured and obtain moisture by attenuation, but in this case, other than sand can not be measured, if you try to measure raw concrete or mortar, the attenuation is large There is a problem that the necessary sensitivity cannot be obtained.
[Problems to be solved by the invention]
This invention is made | formed in view of the said situation, and provides the water | moisture content measuring apparatus and the water | moisture content measuring method which can measure water | moisture content, such as ready-mixed concrete and mortar, correctly and with sufficient workability | operativity.
[Means for Solving the Problems]
According to the moisture measuring apparatus according to the first aspect of the present invention, the apparatus measures the capacitance of any one of ready-mixed concrete, mortar, and sand, which are objects to be measured, provided in the apparatus main body. The moisture content can be determined based on the measurement of the capacitance of any one of ready-mixed concrete, mortar, and sand, which is the object to be measured, contained in the sample case attached to the main body, and the operation unit By providing the display unit, the display unit can facilitate the confirmation of the measurement results, and the sample case can be attached to and detached from the device body. It is easy to clean, or when it is broken, it is easy to clean the new part, and even if the connector part breaks down or breaks, it can be easily replaced. Since a capacity, there is an advantage that requires only replacement of the connection connector portion only.
Furthermore, according to the moisture measuring apparatus according to the first aspect of the present invention, since the sample case is a case having an inner surface as an inclined surface, the inner surface of the sample case is formed as an inclined surface, so that the object to be measured can be easily taken in and out. In addition, by providing a mounting guide that engages with a mounting guide groove provided on the bottom surface of the sample case on the upper case in the device, the sample case can be attached to the device body without worrying about the positional relationship with the connector. It can be securely mounted at a predetermined position.
The moisture measuring method for measuring any one of ready-mixed concrete, mortar, and sand according to claim 2 measures the capacitance of any one object to be measured in ready-mixed concrete, mortar, and sand. In the moisture measuring method for determining the moisture content of the object to be measured by the means to be provided, the electrode case is provided in the sample case for housing the object to be measured used in the apparatus, and the electrode part of the sample case is provided in the apparatus main body. Provided with a moisture measuring device in which the connector portion is detachable from the apparatus main body, and the inner surface of the storage area of the sample case is inclined such that the opening surface side is larger and the bottom portion is smaller. A moisture measuring method characterized by comprising a mounting guide that is formed into a surface shape and that is provided on an upper case of the apparatus to engage with a mounting guide groove provided on the bottom surface of the sample case. Moreover, the LCR series resonant circuit having a variable capacitor, and supplying high-frequency power having a predetermined frequency from the outside, a step of taking a resonance capacitance of the variable capacitor variable to raw across the variable capacitor after the resonance state Connecting any one of the objects to be measured from concrete, mortar, and sand, changing the capacity of the variable capacitor to resonate, and from the capacitance change value of the variable capacitor at each resonance, And a step of obtaining a capacitance.
According to the present invention, the capacitance of the object to be measured can be accurately obtained from the capacitance change value of the variable capacitor by utilizing the resonance with the simplest circuit configuration among the LCR series resonance circuits.
The moisture measuring method for measuring any one of ready-mixed concrete, mortar, and sand according to the invention of claim 3 measures the capacitance of any one object to be measured among ready-mixed concrete, mortar, and sand. In the moisture measuring method for determining the moisture content of the object to be measured by the means to be provided, the electrode case is provided in the sample case for housing the object to be measured used in the apparatus, and the electrode part of the sample case is provided in the apparatus main body. Provided with a moisture measuring device in which the connector portion is detachable from the apparatus main body, and the inner surface of the storage area of the sample case is inclined such that the opening surface side is larger and the bottom portion is smaller. A moisture measuring method characterized by comprising a mounting guide that is formed into a surface shape and that is provided on an upper case of the apparatus to engage with a mounting guide groove provided on the bottom surface of the sample case. Moreover, the high frequency bridge circuit constituted by CR equipped with two variable capacitors, a high frequency power of a predetermined frequency applied from the outside, to balance the high frequency bridge circuit by varying the capacitance of the two variable capacitors step Connecting any one of ready-mixed concrete, mortar, and sand to both ends of one of the variable capacitors, and changing the capacity of the two variable capacitors to balance the high-frequency bridge circuit; And obtaining a capacitance of the device under test from a capacitance change value of one of the variable capacitors connected to the device under test.
According to the present invention, the L (inductance) component is unnecessary, the circuit configuration is simplified compared to the LCR series resonance circuit, and the balance of the high-frequency bridge circuit that is the simplest among the high-frequency bridge circuits is utilized. The capacitance of the object to be measured can be accurately obtained from the capacitance change value of the one variable capacitor.
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
This moisture measuring device for ready-mixed concrete, mortar, sand and the like estimates the moisture content by measuring the capacitance of ready-made concrete, mortar, sand and the like.
In addition, since the capacitance is affected by the bulk density, it is possible to estimate the moisture content with higher accuracy by measuring the mass of the sample and correcting the capacitance.
In general, the water content W and the capacitance C can be expressed by the equation W = K · C. Here, K is a constant depending on the material.
Moreover, it is thought that the change in the capacitance measured by the moisture measuring device mainly depends on the moisture content W of the ready-mixed concrete or the like to be measured existing between the measurement electrodes.
Therefore, the water content W can be obtained by measuring the capacitance C of the object to be measured.
The moisture measuring device of the present invention is based on the above principle, and the moisture measuring device of the embodiment of the present invention will be described in detail below.
1 and 2 attached herewith show the configuration of the moisture measuring apparatus according to the embodiment of the present invention, which includes a box-shaped lower case 13, a packing 19 and an upper case 14 that constitute the apparatus main body. is doing.
Between the lower case 13 and the upper case 14, a battery storage unit 50, a support substrate 21 and a display unit 60 comprising an LCD (liquid crystal), a control program for this moisture measuring device, are stored, and a capacitance calculation, etc. The CPU board assembly 2 including the CPU 80 for performing various calculations of the above, display control of the display unit 60, and the like, and the operation switch board assembly 3 constituting the operation unit 70 are incorporated.
Furthermore, an LCR series resonance circuit or a high-frequency bridge circuit described later is mounted in the apparatus main body.
The operation unit 70 is configured such that the panel sheet 4 and the filter 17 are stacked on the operation switch board assembly 3 so that a large number of operation keys 3a for inputting numerical values and items can be operated on the upper case 14. .
Further, the display screen 60a of the display unit 60 for displaying various measurement results and the like is configured to be exposed on the upper case 14 from the hole 4a and the transparent part 17a provided in the panel sheet 4 and the filter 17, respectively. Visible from above the case 14.
By providing the operation unit 70 and the display unit 60 as described above, the operation is facilitated and the confirmation of display contents is facilitated.
An accommodation region 90 for the sample case 40 is formed on the upper case 14, and the contact assembly 1 that makes electrical connection with the sample case 40 can be attached to and detached from a vertical wall portion 14 a that forms the accommodation region 90. It is attached to. Since the contact assembly 1 is detachable, there is an advantage that maintenance and replacement of the contact assembly 1 are easy.
The inner surface of the accommodation region 90 of the sample case 40 is formed in an inclined surface shape having a large opening surface side and becoming smaller toward the bottom, thereby facilitating entry / exit of an object to be measured such as ready-mixed concrete 100.
Further, on the upper case 14, a mounting guide 40b having a wide width on the side of the vertical wall 14a and a narrow width on the insertion end side is provided, which is engaged with a mounting guide groove 40a provided on the bottom surface of the sample case 40, as shown in FIG. Thus, by mounting the sample case 40 in the direction of the arrow shown in FIG. 1 while engaging the mounting guide 40b in the mounting guide groove 40a of the sample case 40, without worrying about the positional relationship with the contact assembly 1, The sample case 40 can be accurately positioned on the upper case 14 with the contact assembly 1 to be in a measurement state.
The mounting guide groove 40a and the mounting guide 40b may be provided not only in the sample case and the main body device but also in either the sample case or the main body device.
The display unit 60 is fixed in place using the upper fixture 7, the lower fixture 8 and the screw 200.
The battery storage unit 50 includes a lower battery holder 16a and an upper battery holder 16b at the lower part of the lower case 13, and stores, for example, a single-type dry battery between the first and second battery contacts 10 and 11. It is like that.
A battery lid packing 20, a second battery contact 10, a battery lid 15, and a battery lid set screw 9 are arranged on the side wall of the lower case 13.
A communication connector 22 is arranged on the back side of the lower case 13 so that data can be output to a printer or a computer. The AC jack 12 is arranged so that it can be used with two power sources. Yes. A communication connector cover 23 and an AC jack cover 18 are attached to the communication connector 22 and the AC jack 12, respectively, and have a waterproof structure.
FIG. 4 attached herewith shows the contact assembly 1 that is electrically connected to the measurement electrodes 41 and 42 provided on the sample case 40.
As shown in FIG. 4, the contact assembly 1 has a pair of contact springs 32, a contact cover 34, and a contact fixture 35 with a screw 200 or the like with respect to a pair of connector receivers 36 provided on the plate 33. It is assembled using. The analog substrate 31 is attached to the back surface of the plate 33.
As shown in FIG. 1, the measurement electrodes 41 and 42 provided on the sample case 40 are connected to the pair of contact springs 32, respectively, so that the measurement exposed to the sample storage portion 45 provided inside the sample case 40. By storing, for example, ready-mixed concrete 100 between the exposed surfaces 41a and 42a of the electrodes 41 and 42, the moisture content of the ready-mixed concrete 100 can be measured by the moisture measuring device of the present embodiment, and the capacitance can be calculated. It is said.
In the present invention, it is not essential to provide the sample case 40. Instead of the sample case 40, the electrode inserted in the object to be measured is connected to the moisture measurement of the present embodiment with a cable or the like. It is also possible to measure the capacitance by connecting to the apparatus and measuring it.
FIG. 5 and FIG. 6 attached show configurations of an LCR series resonance circuit and a high-frequency bridge circuit that measure the capacitance mounted on the moisture measuring device according to the present embodiment.
The LCR series resonance circuit shown in FIG. 5 supplies high-frequency power having a frequency f from a high-frequency power source 150 to a series resonance circuit including resistors R, r, a coil (inductor) L, and a variable capacitor C, and the capacitance of the variable capacitor C is increased. A sample case 40 accommodating the ready-mixed concrete 100 is attached to the apparatus main body, and the resistance Rx equivalently shows the electrical characteristics of the ready-mixed concrete 100 at both ends of the variable capacitor C brought into the resonance state. Then, the parallel circuit of the capacitor Cx is connected, the capacitance of the variable capacitor C is varied again, resonance is performed, and the capacitance of the ready-mixed concrete 100 is measured from the capacitance change value of the variable capacitor C at each resonance.
In FIG. 5, V is a voltmeter.
As a result, the capacitance of the device under test can be accurately obtained from the capacitance change value of the variable capacitor VC using the resonance with the simplest circuit configuration among the LCR series resonance circuits.
The high-frequency bridge circuit shown in FIG. 6 is supplied from a high-frequency power source 150 to a high-frequency bridge circuit including a high-frequency power having a frequency f and a detector DET, and connecting resistors R1, R2, R3, variable capacitors VC1, VC2, and capacitor C3 in a bridge connection. The capacitance of the two variable capacitors VC1 and VC2 is varied to balance the high-frequency bridge circuit. Next, the sample case 40 containing the ready-mixed concrete 100 is mounted on the main body of the apparatus, and is attached to both ends of the variable capacitor V2. The parallel circuit of the resistor Rx and the capacitor Cx expressed equivalently is connected, and the capacitances of the two variable capacitors VC1 and VC2 are changed again to balance the high-frequency bridge circuit.
And the electrostatic capacitance of the ready-mixed concrete 100 which is the said to-be-measured object is calculated | required from the capacity | capacitance change value of one variable capacitor VC2.
As a result, the L (inductance) component is unnecessary, the circuit configuration is more simplified than that of the LCR series resonance circuit, and the balance of the high-frequency bridge circuit that is the simplest among the high-frequency bridge circuits is utilized. From the capacitance change value of the variable capacitor VC2, it is possible to accurately obtain the capacitance of the ready-mixed concrete that is the object to be measured.
It should be noted that a conductor that affects the measured value of metal or the like is not disposed in the vicinity of the installation location of the sample case 40 in the apparatus main body, so that the mounting position of the metal part or the like is not required when the moisture measuring apparatus is assembled. Even if there is a slight deviation, there is no instrumental error, and the characteristics of the object to be measured can be more accurately reflected in the measurement value, and the accuracy of the measurement result can be expected.
【The invention's effect】
According to the present invention described above in detail, the following effects can be obtained.
According to the first aspect of the present invention, it is possible to realize a moisture measuring device that can ensure the accuracy of measurement of an object to be measured such as ready-mixed concrete, mortar, sand, etc., and further facilitate the operation and confirm the measurement result. The sample case can be easily cleaned and replaced with a new one. In addition, the connector can be easily cleaned even if the connector is broken or broken. Part replacement is easy, and the inner surface of the sample case is inclined, making it easy to put in and out of the object to be measured. It is possible to provide a moisture measuring device that can be securely attached to a position .
According to the second aspect of the present invention, it is possible to provide a moisture measuring method capable of accurately obtaining the capacitance of the object to be measured with a simple configuration using an LCR series resonance circuit.
According to the invention described in claim 3, it is possible to provide a moisture measuring method capable of accurately obtaining the capacitance of the object to be measured from the capacitance change value of the variable capacitor with a simple configuration using a high frequency bridge circuit. can Ru.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an external perspective view of a moisture measuring device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an exploded perspective view of a moisture measuring device according to the present embodiment.
FIG. 3 is a perspective view of a bottom portion of a storage case in the moisture measuring device according to the present embodiment.
FIG. 4 is an exploded perspective view of a connector portion of the moisture measuring device according to the present embodiment.
FIG. 5 is a circuit diagram showing an LCR resonance circuit mounted on the moisture measuring device of the present embodiment.
FIG. 6 is a circuit diagram showing a high-frequency bridge circuit mounted on the moisture measuring device of the present embodiment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Contact assembly 2 CPU board assembly 3 Operation switch board assembly 3a Operation key 4 Panel sheet 13 Lower case 14 Upper case 15 Battery cover 22 LCD module 40 Sample case 41 Measurement electrode 42 Measurement electrode 50 Battery storage part 60 Display part 70 Operation part 90 Storage area 100 Ready-mixed concrete 150 High-frequency power supply Rx Resistance Cx Capacitor VC1 Variable capacitor VC2 Variable capacitor C Variable capacitor DET Detector L Coil

Claims (3)

操作手順、測定結果を表示する表示部と、数値入力・項目選択を行う操作部とを具備する装置本体に設置した生コンクリート、モルタル、砂の内の任意の1つの被測定物の静電容量を計測する手段により、装置本体に着脱可能な状態で装着される試料ケースに収容した生コンクリート、モルタル、砂の内の任意の1つの被測定物の水分含有率を求めるようにした水分測定装置であって、
装置内における可変コンデンサを備えたLCR直列共振回路に、外部から所定の周波数の高周波電力を供給し、可変コンデンサの容量を可変して共振をとるようにした構成を具備するか、又は装置内における2個の可変コンデンサを備えたCRで構成される高周波ブリッジ回路に、外部から所定の周波数の高周波電源を加え、2個の可変コンデンサの容量を可変して高周波ブリッジ回路の平衡をとるようにした構成を具備してなることを特徴とするとともに、
前記被測定物を収容する試料ケースの収容領域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し、当該試料ケースには電極部を設けたとともに、前記装置本体には試料ケースの当該電極部との電気的導通をとるコネクタ部分を設け、このコネクタ部分は前記装置本体から着脱可能で、装置における上ケース上には前記試料ケース底面に設けた装着案内溝に係合する装着ガイドを設けたものであることを特徴とする生コンクリート、モルタル、砂の内の任意の1つを測定する水分測定装置。
Capacitance of any one object to be measured out of ready-mixed concrete, mortar, and sand installed in the main body of the device, which has a display unit that displays operation procedures and measurement results, and an operation unit that inputs numerical values and selects items Moisture measuring device for determining the moisture content of any one of the measured objects of ready-mixed concrete, mortar, and sand contained in a sample case that is detachably attached to the apparatus main body Because
A configuration in which high frequency power of a predetermined frequency is supplied from the outside to an LCR series resonance circuit having a variable capacitor in the device, and the capacitance of the variable capacitor is varied to resonate, or in the device A high-frequency bridge circuit composed of CR with two variable capacitors is externally supplied with a high-frequency power supply of a predetermined frequency, and the capacitance of the two variable capacitors is varied to balance the high-frequency bridge circuit. It is characterized by comprising, and
The inner surface of the storage area of the sample case for storing the object to be measured is formed in an inclined surface shape that the opening surface side is large and decreases toward the bottom, the electrode case is provided on the sample case, and the sample is provided on the apparatus body. A connector portion is provided for electrical conduction with the electrode portion of the case . The connector portion is detachable from the apparatus main body, and engages with a mounting guide groove provided on the bottom surface of the sample case on the upper case of the apparatus. A moisture measuring device for measuring any one of ready-mixed concrete, mortar, and sand, characterized by being provided with a mounting guide .
生コンクリート、モルタル、砂の内の任意の1つの被測定物の静電容量を計測する手段により、被測定物の水分含有率を求める水分測定方法で、装置内において使用する被測定物を収容する試料ケースには電極部を設けたとともに、装置本体には試料ケースの当該電極部との電気的導通をとるコネクタ部分を設け、このコネクタ部分を装置本体から着脱可能とした水分測定装置を具備し、前記試料ケースの収容領域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し、装置における上ケース上には前記試料ケース底面に設けた装着案内溝に係合する装着ガイドを設けたものであることを特徴とする水分測定方法であって、
可変コンデンサを備えたLCR直列共振回路に、外部から所定の周波数の高周波電力を供給し、可変コンデンサの容量を可変して共振をとる工程と、
共振状態とした後可変コンデンサの両端に生コンクリート、モルタル、砂の内の任意の1つの被測定物を接続し、可変コンデンサの容量を可変して共振をとる工程と、
前記各共振時の可変コンデンサの容量変化値から被測定物の静電容量を求める工程とを有することを特徴とする生コンクリート、モルタル、砂の内の任意の1つを測定する水分測定方法。
The means for measuring the capacitance of the fresh concrete, mortar, any one of the object of the sand, moisture measuring method for determining the moisture content of the object to be measured, housing the object to be measured for use in the apparatus The sample case is provided with an electrode portion, and the apparatus main body is provided with a connector portion for electrical connection with the electrode portion of the sample case, and the connector portion is provided with a moisture measuring device that is detachable from the apparatus main body. In addition, the inner surface of the storage area of the sample case is formed in an inclined surface shape that the opening surface side is large and decreases toward the bottom, and is mounted on the upper case of the apparatus to engage with a mounting guide groove provided on the bottom surface of the sample case A moisture measuring method characterized in that a guide is provided ,
A step of supplying resonance to the LCR series resonance circuit having a variable capacitor by supplying high frequency power of a predetermined frequency from the outside and changing the capacitance of the variable capacitor;
A process of connecting any one of ready-mixed concrete, mortar and sand to both ends of the variable capacitor after the resonance state, and changing the capacitance of the variable capacitor to resonate;
A moisture measuring method for measuring any one of ready-mixed concrete, mortar, and sand, comprising a step of obtaining a capacitance of the object to be measured from a capacitance change value of the variable capacitor at each resonance.
生コンクリート、モルタル、砂の内の任意の1つの被測定物の静電容量を計測する手段により、被測定物の水分含有率を求める水分測定方法で、装置内において使用する被測定物を収容する試料ケースには電極部を設けたとともに、装置本体には試料ケースの当該電極部との電気的導通をとるコネクタ部分を設け、このコネクタ部分を装置本体から着脱可能とした水分測定装置を具備し、前記試料ケースの収容領域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し、装置における上ケース上には前記試料ケース底面に設けた装着案内溝に係合する装着ガイドを設けたものであることを特徴とする水分測定方法であって、
2個の可変コンデンサを備えたCRで構成される高周波ブリッジ回路に、外部から所定の周波数の高周波電源を加え、2個の可変コンデンサの容量を可変して高周波ブリッジ回路の平衡をとる工程と、
一方の可変コンデンサの両端に生コンクリート、モルタル、砂の内の任意の1つの被測定物を接続し、2個の可変コンデンサの容量を可変して高周波ブリッジ回路の平衡をとる工程と、
被測定物を接続した一方の可変コンデンサの容量変化値から前記被測定物の静電容量を求める工程とを有することを特徴とする生コンクリート、モルタル、砂の内の任意の1つを測定する水分測定方法。
The means for measuring the capacitance of the fresh concrete, mortar, any one of the object of the sand, moisture measuring method for determining the moisture content of the object to be measured, housing the object to be measured for use in the apparatus The sample case is provided with an electrode portion, and the apparatus main body is provided with a connector portion for electrical connection with the electrode portion of the sample case, and the connector portion is provided with a moisture measuring device that is detachable from the apparatus main body. In addition, the inner surface of the storage area of the sample case is formed in an inclined surface shape that the opening surface side is large and decreases toward the bottom, and is mounted on the upper case of the apparatus to engage with a mounting guide groove provided on the bottom surface of the sample case A moisture measuring method characterized in that a guide is provided ,
A step of balancing the high-frequency bridge circuit by adding a high-frequency power source of a predetermined frequency from the outside to a high-frequency bridge circuit composed of CR having two variable capacitors, and changing the capacitance of the two variable capacitors;
Connecting one arbitrary measured object of ready-mixed concrete, mortar, and sand to both ends of one variable capacitor, changing the capacitance of the two variable capacitors, and balancing the high-frequency bridge circuit;
Measuring the any one of the fresh concrete, mortar, sand, characterized in that a step of determining the capacitance of the object to be measured from the change in capacitance value of one variable capacitor connected to the object to be measured Moisture measurement method.
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