JP5768648B2

JP5768648B2 - 誘電率センサ

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Publication number: JP5768648B2
Application number: JP2011225060A
Authority: JP
Inventors: 宮本　晶規; 晶規宮本
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2011-10-12
Filing date: 2011-10-12
Publication date: 2015-08-26
Anticipated expiration: 2031-10-12
Also published as: JP2013083606A

Description

本発明は、誘電率センサに関し、例えば被対象物に接する電極と絶縁体を介して被対象物に接する電極とを用い誘電率を測定する誘電率センサに関する。

例えば、水の比誘電率が非常に大きいことを利用して、土壌の比誘電率を測定することにより土壌の含水量を測定するセンサが用いられている。土壌の含水量と比誘電率との関係はほぼ比例関係であるが、多少比例関係からずれていても、予めキャリブレーションを行うことにより、比誘電率から土壌の含水量を測定することができる。このように、簡単に比誘電率を測定するセンサが知られている。また、測定精度を高めた土壌の電気伝導度を測定する土壌溶液導電率測定装置が知られている（例えば、特許文献１）。

特開２００１−２１５２０３号公報

例えば土壌のような被対象物の誘電率を測定する際に、被対象物に水分等が含有することにより、伝導性が高くなることがある。このような場合、例えば２つの電極間の静電容量を簡単に測定することが難しい。よって、被対象物の誘電率を簡単に求めることが難しい。

本誘電率センサは、被対象物の誘電率を簡単に求めることを目的とする。

例えば、被対象物に交流電圧を印加する印加電極と、前記被対象物に直接接し、前記交流電圧により生成された第１電流を検出する第１電極と、前記被対象物と絶縁体を介し接し、前記交流電圧により生成された第２電流を検出する第２電極と、前記第１電流に対応する第１信号と、前記第２電流に対応する第２信号と、予め求めた前記被対象物の複数の誘電率各々における前記第１信号と前記第２信号との相関と、に基づき、前記被対象物の誘電率を算出する算出部と、を具備することを特徴とする誘電率センサを用いる。

図１は、比較例に係る誘電率センサの模式図である。図２（ａ）および図２（ｂ）は、印加電極と第１電極との間の等価回路を示す図である。図３は、実施例１に係る誘電率センサを示す模式図である。図４は、実施例１に係る誘電率センサの本体部の機能ブロック図である。図５は、実施例１に係る誘電率センサの埋没部の断面図である。図６（ａ）および図６（ｂ）は、検出回路のブロック図である。図７は、土壌の各比誘電率における第１信号と第２信号との相関を示す図である。図８は、算出部の動作を示すフローチャートである。図９は、図７を詳細に示した図であり、第１信号に対する第２信号を示す図である。図１０は、実施例２に係る誘電率センサの算出部の動作を示すフローチャートである。図１１は、図６に範囲５０を設けた図である。図１２は、第１信号と比誘電率との相関を示す図である。図１３は、実施例３に係る誘電率センサの埋没部の断面図および本体部の機能ブロック図である。図１４は、実施例３に係る誘電率センサの算出部の動作を示すフローチャートである。図１５は、各比誘電率における土壌の抵抗率と第１信号との相関を示す図である。図１６は、実施例４に係る誘電率センサの算出部の動作を示すフローチャートである。図１７（ａ）は、実施例５の埋没部の断面図であり、図１７（ｂ）は、実施例５の変形例１の埋没部の断面図である。図１８（ａ）は、実施例５の変形例２の埋没部の断面図であり、図１８（ｂ）は、実施例５の変形例３の埋没部の模式図である。

まず、２つの電極を用い被対象物（本例では土壌）の静電容量を測定する方法について説明する。図１は、比較例に係る誘電率センサの模式図である。図１に示すように、誘電率センサ１００は、印加電極１０、第１電極１２、電圧印加回路３１および検出回路３２を主に備える。印加電極１０と第１電極１２とは支持体１８に固定され、土壌２８に接している。印加電極１０には電圧印加回路３１からケーブル２０を介し交流電圧が印加される。第１電極１２を流れる電流はケーブル２２を介し検出回路３２により検出され第１信号として出力される。印加電極１０と第１電極１２との間のインピーダンスおよび静電容量をそれぞれＺおよびＣとする。このとき、Ｚ＝１／（２πｆ・Ｃ）となる。これにより、印加電圧と交流電圧の周波数および検出電流が求められれば、印加電極１０と第１電極１２との間の静電容量Ｃが測定できる。静電容量Ｃは土壌２８の誘電率に比例するため、土壌２８の誘電率（または比誘電率）を測定することができる。

図２（ａ）および図２（ｂ）は、印加電極と第１電極との間の等価回路を示す図である。図２（ａ）に示すように、印加電極１０と第１電極１２との間は、容量Ｃと抵抗Ｒが並列に接続されている。容量Ｃは土壌の比誘電率に依存し、抵抗Ｒは土壌２８の伝導性に依存する。ここで、例えば土壌２８の含水量が大きく抵抗Ｒが小さい場合、静電容量Ｃを正確に測定することが難しい。例えば、印加電極１０および第１電極１２のそれぞれを絶縁体で覆った場合、図２（ｂ）のように、印加電極１０および第１電極１２の間に直列に容量Ｃ´を付加することができる。これにより、直流抵抗は増大させることができる。しかしながら、交流電流は容量Ｃ´を介し流れる。このため、静電容量Ｃを正確に測定することが難しい。例えば、図２（ａ）および図２（ｂ）いずれの等価回路においても、検出電流が増大した場合、土壌２８の比誘電率が増大した効果と、伝導率が増大した効果との区別が難しい。

そこで、土壌２８に直接接する第１電極１２と土壌２８と絶縁体を介して接する第２電極１４とを設ける。これにより、第２電極１４と土壌２８との間に直列に容量Ｃ´が付加される。前述のように、第１電極１２において検出した第１電流と第２電極１４において検出した第２電流とは、ともに、土壌２８の比誘電率が増大しても伝導率が増大しても増大する。しかしながら、第１電流と第２電流のうち一方は、伝導率の影響が比較的大きく、他方は伝導率の影響が比較的小さければ、第１電流と第２電流とに基づいて比誘電率が算出できる。以下、上記方法を用いた実施例について説明する。

実施例１は、土壌の誘電率を測定する誘電率センサの例である。図３は、実施例１に係る誘電率センサを示す模式図である。図３に示すように、誘電率センサ１０２は、埋没部２６と本体部３０とを備えている。埋没部２６は、土壌２８内に埋没されている。本体部３０は、土壌２８の外に設置される。埋没部２６は、印加電極１０、第１電極１２、第２電極１４および支持体１８を備えている。支持体１８は、例えば非透水性の材料から形成されており、支持体１８内部には浸水しないことが好ましい。また、支持体１８は、印加電極１０、第１電極１２および第２電極１４間が短絡しないように絶縁体であることが好ましい。支持体１８としては、例えばアクリルまたはジュラコン等の樹脂を用いることができる。支持体１８の形状は、土壌２８内に設置するため、先端が尖った円柱形である。支持体１８の形状は、他の形状でもよい。

支持体１８の表面に沿って、印加電極１０、第１電極１２および第２電極１４が設けられている。印加電極１０、第１電極１２および第２電極１４は、例えば支持体１８を囲むようにリング形状である。

図４は、実施例１に係る誘電率センサの本体部の機能ブロック図である。図４に示すように、本体部３０は、電圧印加回路３１、検出回路３２、３４、算出部３６およびメモリ３８を備えている。電圧印加回路３１は、算出部３６の指示によりケーブル２０を介し印加電極１０に交流を出力する。交流電圧は例えば数ＭＨｚである。検出回路３２は、第１電極１２を流れる第１電流をケーブル２２を介して検出し、第１電流に対応する第１信号を算出部３６に出力する。検出回路３４は、第２電極１４を流れる第２電流をケーブル２４を介して検出し、第２電流に対応する第２信号を算出部３６に出力する。ＣＰＵ（Central
Processing Unit）等は算出部３６として機能する。算出部３６は、土壌２８の誘電率を算出する。メモリ３８は、算出部３６が土壌２８の誘電率を算出するためのデータ等を記憶する。

図５は、実施例１に係る誘電率センサの埋没部の断面図である。図５に示すように、印加電極１０および第２電極１４は絶縁体である支持体１８に埋め込まれている。すなわち、印加電極１０および第２電極１４は、絶縁体を介し土壌２８と接している。第１電極１２は土壌２８に露出し、土壌２８に直接接している。印加電極１０は土壌２８に交流電圧を印加する。第１電極１２は、交流電圧により生成された第１電流を検出する。第２電極１４は、交流電圧により生成された第２電流を検出する。電圧印加回路３１、検出回路３２および３４は図４と同じであり説明を省略する。なお、第２電極１４は、支持体１８に埋め込まれることにより、支持体１８を形成する絶縁体を介し土壌２８と接している。第２電極１４は、支持体１８とは別の非透水性を有する絶縁体を介し土壌２８と接していてもよい。

図６（ａ）および図６（ｂ）は、検出回路のブロック図である。図６（ａ）に示すように、検出回路３２は、電流電圧変換回路４１および整流および積分回路４６を備えている。電流電圧変換回路４１は、第１電極１２から流れる交流の第１電流を電圧に変換する。電流電圧変換回路４１は、はオペアンプ４２と抵抗Ｒ２を備えている。オペアンプ４２の負入力に第１電極１２が電気的に接続され、正入力が接地される。オペアンプ４２の出力と負入力間に帰還抵抗Ｒ２が接続されている。整流および積分回路４６は、電流電圧変換回路４１が変換した交流電圧信号の振幅を第１信号として出力する。図６（ｂ）に示すように、検出回路３４は、電流電圧変換回路４３および整流および積分回路４８を備えている。電流電圧変換回路４３は、オペアンプ４４と抵抗Ｒ４を備えている。各部材の構成および機能は図６（ａ）の検出回路３２と同じであり説明を省略する。

図７は、土壌の各比誘電率における第１信号と第２信号との相関を示す図である。図７のように、土壌２８の比誘電率ｋが、３、１０、２０、３０および４０のときの土壌２８の抵抗率を変えた場合の第１信号と第２信号との関係を有限要素法を用い計算した結果である。各点は計算した点、点をつなぐ直線を直線補間線である。図７のような第１信号と第２信号との相関図は、測定またはシミュレーションを用い求めておくことができる。第１信号と第２信号との関係は、例えばメモリ３８内に記憶しておく。

図８は、算出部の動作を示すフローチャートである。図８に示すように、算出部３６は、検出回路３２および３４よりそれぞれ第１信号および第２信号を取得する（ステップＳ１０）。次に、算出部３６は、第１信号および第２信号に基づき土壌２８の比誘電率ｋを算出する（ステップＳ１６）。例えば、算出部３６は、メモリ３８から図６のデータを取得し、比誘電率ｋを算出する。次に、算出部３６は、比誘電率ｋを出力する（ステップＳ１８）。例えば、算出部３６が、土壌２８の比誘電率ｋを水分算出部に出力することにより、水分算出部が、土壌の含水量を算出することができる。

ステップＳ１６における比誘電率の算出方法の例を説明する。図９は、図７を詳細に示した図であり、第１信号に対する第２信号を示す図である。比誘電率ｋがｋ_ｉのときの測定点Ｐ_ｉ，ｍ、Ｐ_{ｉ，ｍ＋１}、比誘電率ｋがｋ_ｉ＋１のときの測定点Ｐ_{ｉ＋１，ｍ}、Ｐ_{ｉ＋１，ｍ＋１}および比誘電率ｋがｋ_ｉ＋２のときの測定点Ｐ_{ｉ＋２，ｍ}、Ｐ_{ｉ＋２，ｍ＋１}が点で示されている。点と点をつなぐ線は直線補間線である。なお、測定点は計算点でもよい。検出回路３２が検出した第１信号がＳ１、検出回路３４が検出した第２信号がＳ２の場合を考える。第１信号Ｓ１をＸ軸上で挟む点Ｐ_ｉ，ｍとＰ_{ｉ，ｍ＋１}との間の補間線より第１信号Ｓ１に対応するＹ軸の値Ｙ´_ｉを求める。同様に、第１信号Ｓ１をＸ軸上で挟む点Ｐ_{ｉ＋１，ｍ}とＰ_{ｉ＋１，ｍ＋１}との間の補間線より第１信号Ｓ１に対応するＹ軸の値Ｙ´_ｉ＋１を求める。比誘電率ｋは、ｋ＝［（Ｙ´_ｉ＋１−Ｓ２）×ｋ_ｉ−（Ｙ´_ｉ−Ｓ２）×ｋ_ｉ＋１］／（Ｙ´_ｉ＋１−Ｙ´_ｉ）より求めることができる。以上のように、比誘電率は、測定点（または計算点）より直線補間で求めることができる。比誘電率は、スブライン補間等別の補間方法で求めてもよい。

実施例１によれば、算出部３６は、第１電流に対応する第１信号と、第２電流に対応する第２信号と、に基づき、土壌２８の比誘電率を算出する。図６のように、直接土壌２８と接する第１電極１２からの第１信号と絶縁体を介して土壌と接する第２電極１４からの第２信号とは、土壌２８の各比誘電率に対し異なる関係となる。これにより、第１信号と第２信号とに基づき比誘電率ｋを算出することができる。よって、土壌２８の抵抗率が低い場合であっても、より正確に比誘電率を測定することができる。なお、実施例１によれば、第１信号として第１電流を電圧に変換した信号、第２信号として第２電流を電圧に変換した信号を用いているが、第１信号および第２信号は、それぞれ第１電流および第２電流の振幅に対応する信号でもよい。

図６を参照し、第１信号および第２信号が小さい範囲では、各比誘電率間の差が小さくなっている。よって、図６から求められる比誘電率は精度が低い。一方、第１信号および第２信号が小さい範囲は土壌２８の抵抗値が大きい範囲であり、図１の比較例のように、印加電極１０と第１電極１２とを用い比誘電率が精度よく測定できる範囲である。実施例２は、このことを応用した例である。

図１０は、実施例２に係る誘電率センサの算出部の動作を示すフローチャートである。図１１は、図６に範囲５０を設けた図である。図１２は、第１信号と比誘電率との相関を示す図である。

図１０を参照し、算出部３６は、第１信号および第２信号を取得する（ステップＳ１０）。次に、算出部３６は、第１信号と第２信号の範囲が所定の範囲かを判断する（ステップＳ１２）。例えば、図１１において、第１信号と第２信号との範囲が範囲５０の場合、Ｙｅｓと判断する。Ｙｅｓの場合、算出部３６は、第１信号に基づき比誘電率ｋを算出する（ステップＳ１４）。例えば、図１２を用い、第１信号から比誘電率ｋを算出する。ステップＳ１２においてＮｏの場合、実施例１の図８のステップＳ１６と同様に、第１信号と第２信号とに基づき比誘電率ｋを算出する。次に、算出部３６は比誘電率ｋを出力する（ステップＳ１８）。その後終了する。なお、ステップＳ１０は、ステップＳ１２においてＮｏの場合行ない、ステップＳ１２においてＹｅｓの場合、算出部３６は第１信号と第２信号とのうち第１信号のみ取得してもよい。

実施例２によれば、算出部３６は、第１信号と第２信号とが所定の範囲内の場合（図１０のステップＳ１２のＹｅｓの場合）、ステップＳ１４のように、第２信号を用いず、第１信号に基づき前記比誘電率を算出する。一方、第１信号と第２信号とが所定の範囲外の場合（図１０のステップＳ１２のＮｏの場合）、ステップＳ１６のように、第１信号と２信号に基づき比誘電率を算出する。これにより、第２信号を用いず第１信号で精度よく比誘電率を算出できる場合、第１信号で比誘電率を算出することができる。また、第１信号と第２信号とで精度よく比誘電率を算出できる場合、第１信号と第２信号とで比誘電率を算出することができる。よって、より精度よく比誘電率を算出できる。なお、所定の範囲は、土壌２８の抵抗値が高い範囲が好ましく、例えば第１信号が所定値より小さく、かつ第２信号が所定値より小さいことが好ましい。また、図１２の代わりに、第２信号と比誘電率との相関を用いても比誘電率を算出できる。よって、ステップＳ１４において、第１信号および第２信号のいずれか一方を用いず、第１信号および第２信号の他方に基づき比誘電率を算出すればよい。

実施例３は、土壌２８の抵抗値を測定し、抵抗値の大きさに基づき、比誘電率の算出方法を選択する例である。図１３は、実施例３に係る誘電率センサの埋没部の断面図および本体部の機能ブロック図である。図１３に示すように、実施例３においては、実施例１の図５に比べ、埋没部２６は、土壌２８に直接接する抵抗用電極１９を備えている。抵抗用電極１９は、土壌２８に直流または低周波数の電圧を印加する。実施例１の図４に比べ本体部３０は、抵抗測定用電源３７、抵抗測定回路３３、スイッチ３５を備えている。抵抗測定用電源３７は、抵抗用電極１９に直流電圧または低周波数の電圧を供給する。ここで、低周波数の電圧は、印加電極１０が印加する交流電圧より十分低い周波数の電圧であればよい。第１電極１２が第１電流を検出する場合は、スイッチ３５は、第１電極１２を検出回路３２に電気的に接続する。第１電極１２が土壌２８の抵抗値を検出する場合は、スイッチ３５は、第１電極１２を抵抗測定回路３３に電気的に接続する。抵抗測定回路３３は、第１電極１２から流れる直流電流または低周波数電流により、抵抗用電極１９と第１電極１２間の土壌２８の抵抗値を測定する。その他の構成は実施例１と同じであり説明を省略する。

図１４は、実施例３に係る誘電率センサの算出部の動作を示すフローチャートである。図１４を参照し、算出部３６は、抵抗測定回路３３から土壌２８の抵抗値を取得する（ステップＳ２０）。例えば、抵抗用電極１９が土壌２８に直流電圧を印加する。スイッチ３５が第１電極１２を抵抗測定回路３９に接続する。抵抗測定回路３９は、第１電極１２を流れる電流から土壌２８の抵抗値を算出し、算出部３６に出力する。次に、算出部３６は、第１信号および第２信号を取得する（ステップＳ１０）。次に、算出部３６は、土壌２８の抵抗値が閾値抵抗値Ｒｔｈ以上かを判断する（ステップＳ２２）。Ｙｅｓの場合、算出部３６は、図１２を用い第１信号に基づき比誘電率ｋを算出する（ステップＳ１４）。ステップＳ１２においてＮｏの場合、実施例１の図８のステップＳ１６と同様に、第１信号と第２信号とに基づき比誘電率ｋを算出する。次に、算出部３６は比誘電率ｋを出力する（ステップＳ１８）。その後終了する。

実施例３によれば、算出部３６は、土壌２８の抵抗値が閾値以上の場合（図１４のステップＳ２２のＹｅｓの場合）、ステップＳ１４のように第２信号を用いず、第１信号に基づき比誘電率を算出する。一方、算出部３６は、抵抗値が閾値より小さい場合（ステップＳ２２のＮｏの場合）、ステップＳ１６のように第１信号と第２信号に基づき比誘電率を算出する。これにより、土壌２８の抵抗値が高く、第２信号を用いず第１信号で精度よく比誘電率を算出できる場合、第１信号で比誘電率を算出する。一方、土壌２８の抵抗値が低く、第１信号と第２信号とで精度よく比誘電率を算出できる場合、第１信号と第２信号とで比誘電率を算出することができる。よって、より精度よく比誘電率を算出できる。なお、実施例３においては、土壌２８の抵抗値を測定する第３電極として、抵抗用電極１９と第１電極１２とを用いたが、第１電極１２に代わりに抵抗を測定する専用の電極を用いてもよい。また、ステップＳ１４において、第１信号および第２信号のいずれか一方を用いず、第１信号および第２信号の他方に基づき比誘電率を算出すればよい。

土壌２８の抵抗率が非常に大きい場合、実施例３の図１２のように第１信号から土壌の比誘電率を精度よく求めることができる。しかしながら、土壌２８の抵抗率が十分には大きくない場合には、図１２を用いても比誘電率を精度よく求められず、かつ、図６の第１信号と第２信号との相関図からも比誘電率を精度よく求められない場合がある。実施例４では、土壌２８の抵抗値が所定値以上の場合、土壌２８の抵抗率と第１信号との相関から土壌２８の比誘電率を求める例である。

図１５は、各比誘電率における土壌の抵抗率と第１信号との相関を示す図である。なお、抵抗率は任意単位である。図１５に示すように、抵抗率が大きい領域においては、どの比誘電率においても抵抗率に対し第１信号は一定である。この場合、図１２を用いて第１信号から比誘電率を精度よく算出できる。一方、抵抗率が小さくなると、抵抗率に対し第１信号が変化する。この領域では、図１２を用いたのでは第１信号から比誘電率を精度よく算出することができない。例えば図１５の例においては、抵抗率が６００以下では第１信号から比誘電率を精度よく算出することができない。一方、抵抗率が２００以上の範囲においては、図１５の抵抗率と第１信号とに基づき比誘電率を精度よく算出できる。

図１６は、実施例４に係る誘電率センサの算出部の動作を示すフローチャートである。誘電率センサの構成は実施例３と同じであり説明を省略する。図１６に示すように、実施例３の図１４と比べ、ステップＳ２２においてＹｅｓの場合、土壌２８の抵抗値と第１信号とに基づき比誘電率を算出する（ステップＳ２４）。例えば、図１５の抵抗率と第１信号との関係より比誘電率を算出する。なお、抵抗率は抵抗値から算出できるため、図１５の横軸は抵抗値でもよい。また、ステップＳ２２の抵抗値による判定は抵抗率により判定してもよい。

実施例４によれば、算出部３６は、抵抗値が閾値以上の場合、図１６のステップＳ２４のように、第２信号を用いず、第１信号と抵抗値とに基づき比誘電率を算出する。一方、算出部３６は、抵抗値が閾値より小さい場合、ステップＳ１６のように、第１信号と２信号に基づき比誘電率を算出する。これにより、前述のように、土壌２８の抵抗率が高い場合に、実施例３のように第１信号から比誘電率を算出するのに比べ、精度よく比誘電率を算出できる。なお、図１５の代わりに、第２信号と抵抗率の相関を用いても比誘電率を算出できる。よって、ステップＳ２４において、第１信号および第２信号のいずれか一方を用いず、第１信号および第２信号の他方と抵抗値とに基づき前記誘電率を算出すればよい。

実施例５は各電極の配置を変えた例である。図１７（ａ）は、実施例５の埋没部の断面図である。実施例１の図５においては、支持体１８に上から順に印加電極１０、第１電極１２および第２電極１４が配置されている。図１７（ａ）を参照し、実施例５のように、支持体１８に上から順に印加電極１０、第２電極１４および第１電極１２を配置してもよい。図１７（ｂ）は、実施例５の変形例１の埋没部の断面図である。図１７（ｂ）を参照し、実施例５の変形例１のように、支持体１８に上から順に第２電極１４、印加電極１０および第１電極１２を配置してもよい。このように、各電極の配置は適宜変更することができる。

図１８（ａ）は、実施例５の変形例２の埋没部の断面図である。実施例１の図５においては、印加電極１０は支持体１８に埋め込まれている。図１８（ａ）を参照し、実施例５の変形例２ように、印加電極１０は、土壌２８に露出し、土壌に直接接していてもよい。図１８（ｂ）は、実施例５の変形例３の埋没部の模式図である。実施例１の図３においては、印加電極１０、第１電極１２および第２電極１４は円筒状の支持体１８に設けられリング形状である。図１８（ｂ）を参照し、実施例５の変形例３ように、印加電極１０、第１電極１２および第２電極１４は平坦でもよい。このように、各電極の形状は適宜変更することができる。

実施例１から実施例５においては、被対象物の例として土壌を例に説明したが、被対象物は土壌以外のものでもよい。また、測定する誘電率の例として比誘電率を説明したが、誘電率を算出してもよい。また、第３電極を用い電極間（例えば抵抗用電極１９と第１電極１２との間）の土壌２８の抵抗値を検出できれば、土壌２８の抵抗率が計算でき、土壌２８の伝導率も計算できる。よって、抵抗値に基づく判断および抵抗値に基づく算出は、抵抗率に基づく判断および算出、伝導率に基づく判断および算出と実質的に同じである。

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は係る特定の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た本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

実施例１〜５を含む実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
付記１：
被対象物に交流電圧を印加する印加電極と、前記被対象物に直接接し、前記交流電圧により生成された第１電流を検出する第１電極と、前記被対象物と絶縁体を介し接し、前記交流電圧により生成された第２電流を検出する第２電極と、前記第１電流に対応する第１信号と、前記第２電流に対応する第２信号と、に基づき、前記被対象物の誘電率を算出する算出部と、を具備することを特徴とする誘電率センサ。
付記２：
前記算出部は、前記第１信号と前記第２信号とが所定の範囲内の場合、前記第１信号および前記第２信号のいずれか一方を用いず、前記第１信号および前記第２信号の他方に基づき前記誘電率を算出し、前記第１信号と前記第２信号とが前記所定の範囲外の場合、前記第１信号と前記第２信号とに基づき前記誘電率を算出することを特徴とする付記１記載の誘電率センサ。
付記３：
前記被対象物の抵抗値を測定する第３電極を具備し、前記算出部は、前記抵抗値が閾値以上の場合、前記第１信号および前記第２信号のいずれか一方を用いず、前記第１信号および前記第２信号の他方に基づき前記誘電率を算出し、前記抵抗値が閾値より小さい場合、前記第１信号と前記第２信号とに基づき前記誘電率を算出することを特徴とする付記１記載の誘電率センサ。
付記４：
前記被対象物の抵抗値を測定する第３電極を具備し、前記算出部は、前記抵抗値が閾値以上の場合、前記第１信号および前記第２信号のいずれか一方を用いず、前記第１信号および前記第２信号の他方と前記抵抗値とに基づき前記誘電率を算出し、前記抵抗値が閾値より小さい場合、前記第１信号と前記第２信号とに基づき前記誘電率を算出することを特徴とする付記１記載の誘電率センサ。
付記５：
前記被対象物は、土壌であることを特徴とする付記１から４のいずれか一項記載の誘電率センサ。
付記６：
前記印加電極は、前記絶縁体を介し前記被対象物に接していることを特徴とする付記１から５のいずれか一項記載の誘電率センサ。
付記７：
前記印加電極は、前記被対象物に直接接していることを特徴とする付記１から５のいずれか一項記載の誘電率センサ。

１０印加電極
１２第１電極
１４第２電極
１８支持体
１９抵抗用電極
２６埋没部
２８土壌
３０本体部
３６算出部

Claims

被対象物に交流電圧を印加する印加電極と、
前記被対象物に直接接し、前記交流電圧により生成された第１電流を検出する第１電極と、
前記被対象物と絶縁体を介し接し、前記交流電圧により生成された第２電流を検出する第２電極と、
前記第１電流に対応する第１信号と、前記第２電流に対応する第２信号と、予め求めた前記被対象物の複数の誘電率各々における前記第１信号と前記第２信号との相関と、に基づき、前記被対象物の誘電率を算出する算出部と、
を具備することを特徴とする誘電率センサ。
前記算出部は、前記第１信号と前記第２信号とが所定の範囲内の場合、前記第１信号および前記第２信号のいずれか一方を用いず、前記第１信号および前記第２信号の他方に基づき前記誘電率を算出し、前記第１信号と前記第２信号とが前記所定の範囲外の場合、前記第１信号と前記第２信号と前記相関とに基づき前記誘電率を算出することを特徴とする請求項１記載の誘電率センサ。
前記被対象物の抵抗値を測定する第３電極を具備し、
前記算出部は、前記抵抗値が閾値以上の場合、前記第１信号および前記第２信号のいずれか一方を用いず、前記第１信号および前記第２信号の他方に基づき前記誘電率を算出し、前記抵抗値が閾値より小さい場合、前記第１信号と前記第２信号と前記相関とに基づき前記誘電率を算出することを特徴とする請求項１記載の誘電率センサ。
前記被対象物の抵抗値を測定する第３電極を具備し、
前記算出部は、前記抵抗値が閾値以上の場合、前記第１信号および前記第２信号のいずれか一方を用いず、前記第１信号および前記第２信号の他方と前記抵抗値とに基づき前記誘電率を算出し、前記抵抗値が閾値より小さい場合、前記第１信号と前記第２信号と前記相関とに基づき前記誘電率を算出することを特徴とする請求項１記載の誘電率センサ。
前記被対象物は、土壌であることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項記載の誘電率センサ。
前記相関を記憶するメモリを具備し、
前記算出部は前記相関を前記メモリから取得することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項記載の誘電率センサ。