JP5919936B2 - 水分検出装置、電気伝導度検出装置、センサネットワークシステム、プログラム、水分検出方法および電気伝導度検出方法 - Google Patents
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Description
図1は、本発明に係るセンサネットワークシステム1を示す図である。センサネットワークシステム1は、互いにネットワーク9に接続される制御装置2、給水装置3、養液供給装置4および基地局5を備えている。また、センサネットワークシステム1は、測定対象系である培養土8に、一部が埋め込まれるように設置される複数のセンサ6を備えている。
第2信号発生回路76は、矩形波の交流の電気信号を生成する回路であり、第2周波数の第2入力電気信号を電極69(一対の電極68,69の一方)に印加する。以下、第2周波数を「f2」と称する。
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく様々な変形が可能である。
2 制御装置
3 給水装置
4 養液供給装置
5 基地局
6 センサ
60 CPU
61 ROM
62 メモリ
620 温度情報
621 水分情報
622 電気伝導度情報
63 操作ボタン
64 LED
65 アンテナ
66 RF回路
67 温度計
68,69 電極
7 プログラム
70 信号発生部
71 第1抵抗器
72 第2抵抗器
73 絶対値検出回路
74 位相検出回路
75 第1信号発生回路
76 第2信号発生回路
8 培養土
9 ネットワーク
Claims (17)
- 水に対して不溶性の溶質が水中に分散して存在する測定対象系に接触する一対の電極と、
前記電極の一方に交流の第1入力電気信号と第2入力電気信号とを印加する信号発生手段と、
前記電極の一方と前記信号発生手段との間に配置される抵抗器と、
前記第1入力電気信号と前記第1入力電気信号に応じて前記電極の他方から出力される出力電気信号とに基づいて前記一対の電極間におけるインピーダンスの絶対値を測定する絶対値測定手段と、
前記第2入力電気信号と前記第2入力電気信号に応じて前記電極の他方から出力される出力電気信号とに基づいて前記一対の電極間におけるインピーダンスの位相差を抵抗分圧により測定する位相測定手段と、
前記絶対値測定手段により測定されたインピーダンスの絶対値に基づいて、前記一対の電極間の抵抗値を求める抵抗値特定手段と、
前記位相測定手段により測定されたインピーダンスの位相差と前記抵抗値特定手段により特定された前記一対の電極間の抵抗値とに基づいて、水分量にのみ相関があると近似できる式を解き、前記測定対象系における水分量を求める水分量特定手段と、
を備える水分検出装置。 - 請求項1または2に記載の水分検出装置であって、
前記第1入力電気信号の周波数は、第1基準周波数以上、かつ、第2基準周波数未満の周波数であり、
前記第1基準周波数は数十kHzであり、第2基準周波数は数百kHzである水分検出装置。 - 請求項1ないし3のいずれかに記載の水分検出装置であって、
周囲の温度を検出する温度検出手段をさらに備え、
前記水分量特定手段は、
前記位相測定手段により測定されたインピーダンスの位相差と前記抵抗値特定手段により特定された前記一対の電極間の抵抗値とに基づいて、前記一対の電極間の静電容量を求めるとともに、前記温度検出手段による検出結果に応じて、前記抵抗値、前記静電容量を補正する水分検出装置。 - 請求項1ないし4のいずれかに記載の水分検出装置であって、
前記信号発生手段は、矩形波の電気信号を前記入力電気信号とする水分検出装置。 - 水に対して不溶性の溶質が水中に分散して存在する測定対象系に接触する一対の電極と、
前記電極の一方に交流の第1入力電気信号と第2入力電気信号とを印加する信号発生手段と、
前記電極の一方と前記信号発生手段との間に配置される抵抗器と、
前記第1入力電気信号と前記第1入力電気信号に応じて前記電極の他方から出力される出力電気信号とに基づいて前記一対の電極間におけるインピーダンスの絶対値を測定する絶対値測定手段と、
前記第2入力電気信号と前記第2入力電気信号に応じて前記電極の他方から出力される出力電気信号とに基づいて前記一対の電極間におけるインピーダンスの位相差を抵抗分圧により測定する位相測定手段と、
前記絶対値測定手段により測定されたインピーダンスの絶対値に基づいて、前記一対の電極間の抵抗値を求める抵抗値特定手段と、
前記位相測定手段により測定されたインピーダンスの位相差と前記抵抗値特定手段により特定された前記一対の電極間の抵抗値とに基づいて、前記一対の電極間の静電容量を求め、前記抵抗値と前記静電容量とに基づいて、前記一対の電極間の電気伝導度を求める電気伝導度特定手段と、
を備える電気伝導度検出装置。 - 請求項7に記載の電気伝導度検出装置であって、
前記位相測定手段により測定されたインピーダンスの位相差と前記抵抗値特定手段により特定された前記一対の電極間の抵抗値とに基づいて、水分量にのみ相関があると近似できる式を解き、前記測定対象系における水分量を求める水分量特定手段をさらに備え、
前記水分量特定手段により特定された水分量に応じて、前記電気伝導度特定手段により特定された電気伝導度を補正する電気伝導度検出装置。 - 請求項8または9に記載の電気伝導度検出装置であって、
周囲の温度を検出する温度検出手段をさらに備え、
前記水分量特定手段は、
前記温度検出手段による検出結果に応じて、前記抵抗値特定手段により特定された前記一対の電極間の抵抗値と、前記静電容量とを補正する電気伝導度検出装置。 - 請求項6ないし10のいずれかに記載の電気伝導度検出装置であって、
前記信号発生手段は、矩形波の電気信号を前記入力電気信号とする電気伝導度検出装置。 - 測定対象系に水を供給する給水装置と、
前記給水装置による水の供給を制御する制御装置と、
前記制御装置とネットワークを介してデータ通信が可能な水分検出装置と、
を備え、
前記水分検出装置は、
水に対して不溶性の溶質が水中に分散して存在する測定対象系に接触する一対の電極と、
前記電極の一方に交流の第1入力電気信号と第2入力電気信号とを印加する信号発生手段と、
前記電極の一方と前記信号発生手段との間に配置される抵抗器と、
前記第1入力電気信号と前記第1入力電気信号に応じて前記電極の他方から出力される出力電気信号とに基づいて前記一対の電極間におけるインピーダンスの絶対値を測定する絶対値測定手段と、
前記第2入力電気信号と前記第2入力電気信号に応じて前記電極の他方から出力される出力電気信号とに基づいて前記一対の電極間におけるインピーダンスの位相差を抵抗分圧により測定する位相測定手段と、
を備え、
前記絶対値測定手段により測定されたインピーダンスの絶対値に基づいて、前記一対の電極間の抵抗値を求める抵抗値特定手段と、
前記位相測定手段により測定されたインピーダンスの位相差と前記抵抗値特定手段により特定された前記一対の電極間の抵抗値とに基づいて、水分量にのみ相関があると近似できる式を解き、前記測定対象系における水分量を求める水分量特定手段と、
をさらに備え、
前記制御装置は、前記水分検出装置による検出結果に応じて前記給水装置を制御するセンサネットワークシステム。 - 測定対象系に養液を供給する養液供給装置と、
前記養液供給装置による養液の供給を制御する制御装置と、
前記制御装置とネットワークを介してデータ通信が可能な電気伝導度検出装置と、
を備え、
前記電気伝導度検出装置は、
水に対して不溶性の溶質が水中に分散して存在する測定対象系に接触する一対の電極と、
前記電極の一方に交流の第1入力電気信号と第2入力電気信号とを印加する信号発生手段と、
前記電極の一方と前記信号発生手段との間に配置される抵抗器と、
前記第1入力電気信号と前記第1入力電気信号に応じて前記電極の他方から出力される出力電気信号とに基づいて前記一対の電極間におけるインピーダンスの絶対値を測定する絶対値測定手段と、
前記第2入力電気信号と前記第2入力電気信号に応じて前記電極の他方から出力される出力電気信号とに基づいて前記一対の電極間におけるインピーダンスの位相差を抵抗分圧により測定する位相測定手段と、
を備え、
前記絶対値測定手段により測定されたインピーダンスの絶対値に基づいて、前記一対の電極間の抵抗値を求める抵抗値特定手段と、
前記位相測定手段により測定されたインピーダンスの位相差と前記抵抗値特定手段により特定された前記一対の電極間の抵抗値とに基づいて、前記一対の電極間の静電容量を求め、前記抵抗値と前記静電容量とに基づいて、前記一対の電極間の電気伝導度を求める電気伝導度特定手段と、
をさらに備え、
前記制御装置は、前記電気伝導度検出装置による検出結果に応じて前記養液供給装置を制御するセンサネットワークシステム。 - コンピュータ読み取り可能なプログラムであって、前記プログラムの前記コンピュータによる実行は、前記コンピュータを、
水に対して不溶性の溶質が水中に分散して存在する測定対象系に接触する一対の電極と、
前記電極の一方に交流の第1入力電気信号と第2入力電気信号とを印加する信号発生手段と、
前記電極の一方と前記信号発生手段との間に配置される抵抗器と、
前記第1入力電気信号と前記第1入力電気信号に応じて前記電極の他方から出力される出力電気信号とに基づいて前記一対の電極間におけるインピーダンスの絶対値を測定する絶対値測定手段と、
前記第2入力電気信号と前記第2入力電気信号に応じて前記電極の他方から出力される出力電気信号とに基づいて前記一対の電極間におけるインピーダンスの位相差を抵抗分圧により測定する位相測定手段と、
前記絶対値測定手段により測定されたインピーダンスの絶対値に基づいて、前記一対の電極間の抵抗値を求める抵抗値特定手段と、
前記位相測定手段により測定されたインピーダンスの位相差と前記抵抗値特定手段により特定された前記一対の電極間の抵抗値とに基づいて、水分量にのみ相関があると近似できる式を解き、前記測定対象系における水分量を求める水分量特定手段と、
を備える水分検出装置として機能させるプログラム。 - コンピュータ読み取り可能なプログラムであって、前記プログラムの前記コンピュータによる実行は、前記コンピュータを、
水に対して不溶性の溶質が水中に分散して存在する測定対象系に接触する一対の電極と、
前記電極の一方に交流の第1入力電気信号と第2入力電気信号とを印加する信号発生手段と、
前記電極の一方と前記信号発生手段との間に配置される抵抗器と、
前記第1入力電気信号と前記第1入力電気信号に応じて前記電極の他方から出力される出力電気信号とに基づいて前記一対の電極間におけるインピーダンスの絶対値を測定する絶対値測定手段と、
前記第2入力電気信号と前記第2入力電気信号に応じて前記電極の他方から出力される出力電気信号とに基づいて前記一対の電極間におけるインピーダンスの位相差を抵抗分圧により測定する位相測定手段と、
前記絶対値測定手段により測定されたインピーダンスの絶対値に基づいて、前記一対の電極間の抵抗値を求める抵抗値特定手段と、
前記位相測定手段により測定されたインピーダンスの位相差と前記抵抗値特定手段により特定された前記一対の電極間の抵抗値とに基づいて、前記一対の電極間の静電容量を求め、前記抵抗値と前記静電容量とに基づいて、前記一対の電極間の電気伝導度を求める電気伝導度特定手段と、
を備える電気伝導度検出装置として機能させるプログラム。 - 一対の電極を水に対して不溶性の溶質が水中に分散して存在する測定対象系に接触させる工程と、
電極の一方に交流の第1入力電気信号と第2入力電気信号とを印加する工程と、
前記第1入力電気信号と前記第1入力電気信号に応じて前記電極の他方から出力される出力電気信号とに基づいて前記一対の電極間におけるインピーダンスの絶対値を測定する工程と、
前記第2入力電気信号と前記第2入力電気信号に応じて前記電極の他方から出力される出力電気信号とに基づいて前記一対の電極間におけるインピーダンスの位相差を抵抗分圧により測定する工程と、
測定されたインピーダンスの絶対値に基づいて、前記一対の電極間の抵抗値を求める工程と、
測定されたインピーダンスの位相差と特定された前記一対の電極間の抵抗値とに基づいて、水分量にのみ相関があると近似できる式を解き、前記測定対象系における水分量を求める工程と、
を有する水分検出方法。 - 一対の電極を水に対して不溶性の溶質が水中に分散して存在する測定対象系に接触させる工程と、
前記電極の一方に交流の第1入力電気信号と第2入力電気信号とを印加する工程と、
前記第1入力電気信号と前記第1入力電気信号に応じて前記電極の他方から出力される出力電気信号とに基づいて前記一対の電極間におけるインピーダンスの絶対値を測定する工程と、
前記第2入力電気信号と前記第2入力電気信号に応じて前記電極の他方から出力される出力電気信号とに基づいて前記一対の電極間におけるインピーダンスの位相差を抵抗分圧により測定する工程と、
測定されたインピーダンスの絶対値に基づいて、前記一対の電極間の抵抗値を求める工程と、
測定されたインピーダンスの位相差と前記一対の電極間の抵抗値とに基づいて、前記一対の電極間の静電容量を求める工程と、
前記抵抗値と前記静電容量とに基づいて、前記一対の電極間の電気伝導度を求める工程と、
を有する電気伝導度検出方法。
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