JPH01163645A - シート状材料の高周波特性測定装置 - Google Patents
シート状材料の高周波特性測定装置Info
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- JPH01163645A JPH01163645A JP62324980A JP32498087A JPH01163645A JP H01163645 A JPH01163645 A JP H01163645A JP 62324980 A JP62324980 A JP 62324980A JP 32498087 A JP32498087 A JP 32498087A JP H01163645 A JPH01163645 A JP H01163645A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N22/00—Investigating or analysing materials by the use of microwaves or radio waves, i.e. electromagnetic waves with a wavelength of one millimetre or more
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明はマイクロ波を利用して材料の誘電率、誘電損失
、マイクロ波減衰市なとの高周波特性を測定する装置に
関するものである。
、マイクロ波減衰市なとの高周波特性を測定する装置に
関するものである。
（従来技術）
シート秋物の誘電率などを検出することにより材料の異
方性を測定する方法が特願昭５’Ｊ−２０５９９２号に
より提案されている。この方法は第３図に示すように、
空洞共振器１の中央部を横断するスリット２を設け、こ
のスリン）・２にンーＩ・状物３を挿入自在とし、空胴
共振器Ｉの一端部に励振用導体Ａを、他端部に検出用プ
ローブＢをそれぞれ挿入して、マイクロ波の減衰量又は
共振周波数を検出するようにしたものである。しかしこ
の従来構造では、紙の繊維配向のように誘電特性の変化
の比較的大きなものは精度よく検出できても、薄肉フィ
ルムの分子配向のように特性変化の微細なものは高精度
に検出できないという問題があった。
方性を測定する方法が特願昭５’Ｊ−２０５９９２号に
より提案されている。この方法は第３図に示すように、
空洞共振器１の中央部を横断するスリット２を設け、こ
のスリン）・２にンーＩ・状物３を挿入自在とし、空胴
共振器Ｉの一端部に励振用導体Ａを、他端部に検出用プ
ローブＢをそれぞれ挿入して、マイクロ波の減衰量又は
共振周波数を検出するようにしたものである。しかしこ
の従来構造では、紙の繊維配向のように誘電特性の変化
の比較的大きなものは精度よく検出できても、薄肉フィ
ルムの分子配向のように特性変化の微細なものは高精度
に検出できないという問題があった。
（発明が解決しようとする問題点）
本発明は上記の問題点に鑑み、第３図の従来構造を改良
することによって、検出感度の高いンート状材料の高周
波特性測定装置を提供することを目的とするしのである
。
することによって、検出感度の高いンート状材料の高周
波特性測定装置を提供することを目的とするしのである
。
（問題点を解決するための手段）
上記の目的を達成するために本発明によるンー）・状材
料の高周波特性測定装置は、方形断面の空胴共振器１の
一対の対向する管壁の中央に管軸に平行に設けたスリッ
ト２にシート状材料３を挿通自在とし、空胴共振器１の
−・端部に設けた励振部４ににす上記スリソ）・２を設
けた面に垂直に電界が形成されるにうに空胴共振器Ｉを
励振せしめ、他端部に設けた検出部５によりマイクロ波
の共振周波数又は減衰量を検出せしめ、該検出結果から
材料３の高周波特性を算出するようにしたものである。
料の高周波特性測定装置は、方形断面の空胴共振器１の
一対の対向する管壁の中央に管軸に平行に設けたスリッ
ト２にシート状材料３を挿通自在とし、空胴共振器１の
−・端部に設けた励振部４ににす上記スリソ）・２を設
けた面に垂直に電界が形成されるにうに空胴共振器Ｉを
励振せしめ、他端部に設けた検出部５によりマイクロ波
の共振周波数又は減衰量を検出せしめ、該検出結果から
材料３の高周波特性を算出するようにしたものである。
（作用）
上記のように構成すれば、従来例に比しスリットの長さ
を大きくすることができるので、シート状材料の空胴共
振器Ｉ内に挿入される部分の面積を充分大きくとること
ができ、それにより材料を挿入しない時と材料を挿入し
た時きの共振周波数あるいは減衰量の変化量を大きくし
て、検出感度を高めることができる。
を大きくすることができるので、シート状材料の空胴共
振器Ｉ内に挿入される部分の面積を充分大きくとること
ができ、それにより材料を挿入しない時と材料を挿入し
た時きの共振周波数あるいは減衰量の変化量を大きくし
て、検出感度を高めることができる。
（実施例）
第１図は本発明装置の実施例を示したもので、矩形導波
管で構成された空胴共振器Ｉには、両長辺の管壁の中央
に管軸に平行なスリット２が形成され、このスリット２
にシー）・状材料３が挿通できるよう？こなっている。
管で構成された空胴共振器Ｉには、両長辺の管壁の中央
に管軸に平行なスリット２が形成され、このスリット２
にシー）・状材料３が挿通できるよう？こなっている。
空胴共振器１の一端部７こは励振部４か他端部には検出
部５がそれぞれ設けられ、励振部４には励振用導体Δが
挿入されて、スリット２を設けた壁面に垂直に電界が形
成されるように空胴共振器１が励振されるようになって
おり、検出部５にはマイクロ波を検出するための検出用
プローブＢが挿入されている。励振部４及び検出部５は
それぞれ同軸ケーブルを介して掃引型発振器６及び検波
器７に接続されており、掃引型発振器６からはほぼ空胴
共振器ｌの共振周波数（例えば４ＧＨｚ）付近で周波数
可変のマイクロ波が供給されるようになっている。スリ
ット２は空胴共振器１内において管軸に垂直な幅方向の
最大電界部に位置しており、このスリット２の部分を横
切る電流は本来界であるために、スリット２の存在は空
胴内の共振には回答支障がない。このスリット２にシー
ト状材料３が挿入されると、こ−３〜 のシー）・状材料３の誘電特性により共振周波数が変化
して、演算部８に入力されている掃引周波数上検波出力
とから共振周波数が検出される。演算部８では更にこれ
らの値を材料の種々の特性に換算し、適当な出力装置に
出力する。
部５がそれぞれ設けられ、励振部４には励振用導体Δが
挿入されて、スリット２を設けた壁面に垂直に電界が形
成されるように空胴共振器１が励振されるようになって
おり、検出部５にはマイクロ波を検出するための検出用
プローブＢが挿入されている。励振部４及び検出部５は
それぞれ同軸ケーブルを介して掃引型発振器６及び検波
器７に接続されており、掃引型発振器６からはほぼ空胴
共振器ｌの共振周波数（例えば４ＧＨｚ）付近で周波数
可変のマイクロ波が供給されるようになっている。スリ
ット２は空胴共振器１内において管軸に垂直な幅方向の
最大電界部に位置しており、このスリット２の部分を横
切る電流は本来界であるために、スリット２の存在は空
胴内の共振には回答支障がない。このスリット２にシー
ト状材料３が挿入されると、こ−３〜 のシー）・状材料３の誘電特性により共振周波数が変化
して、演算部８に入力されている掃引周波数上検波出力
とから共振周波数が検出される。演算部８では更にこれ
らの値を材料の種々の特性に換算し、適当な出力装置に
出力する。
またマイクロ波の減衰量を検出する方式では、周波数を
空胴共振器に材料を挿入しない時の共振周波数よりも高
周波側のある周波数に固定しておき、材料を挿入した場
合の透過マイクロ波強度を測定する。
空胴共振器に材料を挿入しない時の共振周波数よりも高
周波側のある周波数に固定しておき、材料を挿入した場
合の透過マイクロ波強度を測定する。
本発明装置を用いれば、２軸方向の誘電特性の違いによ
って２軸延伸フイルムなどの異方性を検出できるほか、
例えば合成樹脂フィルムの厚さの測定に応用することも
できる。すなわちフィルムの誘電率を予め別途方法で々
１ｊ足しておけば、Ｊ：述のようにして測定した共振周
波数又は減衰量のの変化と誘電率からフィルムの厚さを
算出することができる。更に２種類の高分子材料の共重
合体やブレンド体のような複合材料の組成比の測定にも
応用することかできる。この場合は、予め一定の厚さの
材料に対して求めておいた組成比と共振周波数あるいは
透過マイクロ波強度との較正曲線を用いて算出すればよ
い。
って２軸延伸フイルムなどの異方性を検出できるほか、
例えば合成樹脂フィルムの厚さの測定に応用することも
できる。すなわちフィルムの誘電率を予め別途方法で々
１ｊ足しておけば、Ｊ：述のようにして測定した共振周
波数又は減衰量のの変化と誘電率からフィルムの厚さを
算出することができる。更に２種類の高分子材料の共重
合体やブレンド体のような複合材料の組成比の測定にも
応用することかできる。この場合は、予め一定の厚さの
材料に対して求めておいた組成比と共振周波数あるいは
透過マイクロ波強度との較正曲線を用いて算出すればよ
い。
なお第１図において、シート状材料３が軟質の場合には
挿入が容易でないので、材料の端部を導入用の硬質シー
トに貼り付けて挿入する必要があるが、材料によっては
挿入が困難な場合がある。
挿入が容易でないので、材料の端部を導入用の硬質シー
トに貼り付けて挿入する必要があるが、材料によっては
挿入が困難な場合がある。
第２図の実施例は材料の挿入を容易にするだめのもので
、共振器１の空胴部を中央で２分割してスリット２を縦
割り溝で構成したものであり、空胴の一半部を管軸方向
にスライドさせることによって材料の挿入を容易にした
ものである。また同図において、９は空胴部と励振部４
あるいは検出部５との境界にフランジ１０を設けて介在
させた遮蔽板で、この遮蔽板９に設けた小穴ＩＩで各部
を結合させることによって空胴共振器１のＱを高くし、
スリット２によるＱの低下を補っている。なお空胴の一
半部を管軸と直角な方向にスライドさせるようにしても
よい。
、共振器１の空胴部を中央で２分割してスリット２を縦
割り溝で構成したものであり、空胴の一半部を管軸方向
にスライドさせることによって材料の挿入を容易にした
ものである。また同図において、９は空胴部と励振部４
あるいは検出部５との境界にフランジ１０を設けて介在
させた遮蔽板で、この遮蔽板９に設けた小穴ＩＩで各部
を結合させることによって空胴共振器１のＱを高くし、
スリット２によるＱの低下を補っている。なお空胴の一
半部を管軸と直角な方向にスライドさせるようにしても
よい。
以下に本発明装置の各部の寸法例を示す。
空胴共振器の全長 ２０３．０ｍｍ（内法）空胴の断面
寸法 ２９．１ｍｍＸ５８．１ｍｍスリットの寸法
４．０ｍｍＸ ］ ３２．０ｍｍ遮蔽壁の中心位置
端から２７．５ｍｍ両アンテナの位置 端から１４．０
ｍｍ遮蔽板の厚さ ０．１５５ｍｍ 遮蔽板の材質 黄銅に銀メツキ Ｑ値 １０００以上 発振器 キャビティ発振器 （３００ＭＨｚ −３０ＧＩＩｚ） ザンブリング ｌ０００回／秒 なお本例では空胴（長さ１４８ｍｍ）内に共振周波数（
４Ｇ Ｈｚ ）の１．５波長が入るように構成している
が、半波長の整数倍であればよい。
寸法 ２９．１ｍｍＸ５８．１ｍｍスリットの寸法
４．０ｍｍＸ ］ ３２．０ｍｍ遮蔽壁の中心位置
端から２７．５ｍｍ両アンテナの位置 端から１４．０
ｍｍ遮蔽板の厚さ ０．１５５ｍｍ 遮蔽板の材質 黄銅に銀メツキ Ｑ値 １０００以上 発振器 キャビティ発振器 （３００ＭＨｚ −３０ＧＩＩｚ） ザンブリング ｌ０００回／秒 なお本例では空胴（長さ１４８ｍｍ）内に共振周波数（
４Ｇ Ｈｚ ）の１．５波長が入るように構成している
が、半波長の整数倍であればよい。
（発明の効果）
上述のように本発明によるシート状材料の誘電特性測定
装置は、空胴共振器の矩形断面の両長辺の管壁の中央に
管軸に平行なスリン）・を形成し、マイクロ波の共振周
波数あるいは減衰量を測定することにより、このスリッ
トに挿通されたシート−７＝ 状材料のの誘電特性を測定するようにしたものであり、
従来例に比しスリットの長ざを大きくすることができる
ので、シート状材料の空胴共振器内に挿入される部分の
面積を充分大きく七ることができ、それにより材料を挿
入しない時と材料を挿入した時との共振周波数あるいは
減衰量の変化滑を大きくして検出感度を高めることがで
きるものであり、特に薄肉の合成樹脂フィルムの異方性
、厚さ、組成比などを感度よく測定し得るという利点が
ある。
装置は、空胴共振器の矩形断面の両長辺の管壁の中央に
管軸に平行なスリン）・を形成し、マイクロ波の共振周
波数あるいは減衰量を測定することにより、このスリッ
トに挿通されたシート−７＝ 状材料のの誘電特性を測定するようにしたものであり、
従来例に比しスリットの長ざを大きくすることができる
ので、シート状材料の空胴共振器内に挿入される部分の
面積を充分大きく七ることができ、それにより材料を挿
入しない時と材料を挿入した時との共振周波数あるいは
減衰量の変化滑を大きくして検出感度を高めることがで
きるものであり、特に薄肉の合成樹脂フィルムの異方性
、厚さ、組成比などを感度よく測定し得るという利点が
ある。
第１図は本発明の一実施例を示す概略斜視図、第２図は
同上の他の実施例の要部斜視図、第３図は従来例の構造
を示す概略側面図である。 １・空胴共振器、２・・スリット、３・・・シート状材
料、４・励振部、５・・・検出部、６ ・発振器、７・
検波器、８・・演算部、９・・遮蔽板、ＩＯ・・フラン
ジ、１１・・小穴。
同上の他の実施例の要部斜視図、第３図は従来例の構造
を示す概略側面図である。 １・空胴共振器、２・・スリット、３・・・シート状材
料、４・励振部、５・・・検出部、６ ・発振器、７・
検波器、８・・演算部、９・・遮蔽板、ＩＯ・・フラン
ジ、１１・・小穴。
Claims (1)
- （１）方形断面の空胴共振器の一対の対向する管壁の中
央に管軸に平行に設けたスリットにシート状材料を挿通
自在とし、空胴共振器の一端部に設けた励振部により上
記スリットを設けた面に垂直に電界が形成されるように
空胴共振器を励振せしめ、他端部に設けた検出部により
マイクロ波の共振周波数又は減衰量を検出せしめ、該検
出結果から材料の高周波特性を算出するようにして成る
シート状材料の高周波特性測定装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62324980A JPH01163645A (ja) | 1987-12-21 | 1987-12-21 | シート状材料の高周波特性測定装置 |
| US07/287,442 US4943778A (en) | 1987-12-21 | 1988-12-20 | Instrument for measuring high frequency characteristics of sheet-like materials |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62324980A JPH01163645A (ja) | 1987-12-21 | 1987-12-21 | シート状材料の高周波特性測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01163645A true JPH01163645A (ja) | 1989-06-27 |
Family
ID=18171780
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62324980A Pending JPH01163645A (ja) | 1987-12-21 | 1987-12-21 | シート状材料の高周波特性測定装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4943778A (ja) |
| JP (1) | JPH01163645A (ja) |
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- 1987-12-21 JP JP62324980A patent/JPH01163645A/ja active Pending
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- 1988-12-20 US US07/287,442 patent/US4943778A/en not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4943778A (en) | 1990-07-24 |
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