JPH01270648A - 材料の電気的特性測定装置 - Google Patents
材料の電気的特性測定装置Info
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- JPH01270648A JPH01270648A JP63100999A JP10099988A JPH01270648A JP H01270648 A JPH01270648 A JP H01270648A JP 63100999 A JP63100999 A JP 63100999A JP 10099988 A JP10099988 A JP 10099988A JP H01270648 A JPH01270648 A JP H01270648A
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- 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
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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領域電磁波を用いた材料の電気的特
性測定装置に関する。
性測定装置に関する。
(従来の技術)
マイクロ波を用いてシート状材料の誘電率を測定する方
法として空胴共振器を用い、空胴共振器内に試料を挿入
したときの共振周波数の変化、Q値の変化を検出する方
法が提案されている。しかしこの方法はカーボン繊維を
含むシートのような導電性を有する材料の導電性の測定
には不向きである。導電性材料を空胴共振器内に挿入す
ると、共振状態が大きくずれてしまい、励振入力をかな
り上げても、材料間の導電率の差異を定量的に検出する
ことはきわめて困難である。他方カーボン繊維はプラス
チックスの強化骨材として優れており、カーボン繊維に
よる強化プラスデックは各方面で多用されていて、その
種材料におけるカーボン繊維の含有率とか配向度合の簡
単な比較測定法が求められている。これらの測定は材料
製品から色々な方向に一定寸法の試験片を切取り、引張
試験を行うと云う機械的方法によって可能であるが、大
へん手数を要する方法であり、また材料の導電性自体を
利用しようとする用途例えば電磁界遮蔽等に用いる場合
において、導電率を比較したいと云うような場合には全
く役立たない。
法として空胴共振器を用い、空胴共振器内に試料を挿入
したときの共振周波数の変化、Q値の変化を検出する方
法が提案されている。しかしこの方法はカーボン繊維を
含むシートのような導電性を有する材料の導電性の測定
には不向きである。導電性材料を空胴共振器内に挿入す
ると、共振状態が大きくずれてしまい、励振入力をかな
り上げても、材料間の導電率の差異を定量的に検出する
ことはきわめて困難である。他方カーボン繊維はプラス
チックスの強化骨材として優れており、カーボン繊維に
よる強化プラスデックは各方面で多用されていて、その
種材料におけるカーボン繊維の含有率とか配向度合の簡
単な比較測定法が求められている。これらの測定は材料
製品から色々な方向に一定寸法の試験片を切取り、引張
試験を行うと云う機械的方法によって可能であるが、大
へん手数を要する方法であり、また材料の導電性自体を
利用しようとする用途例えば電磁界遮蔽等に用いる場合
において、導電率を比較したいと云うような場合には全
く役立たない。
(発明が解決しようきする課題)
マイクロ波を用いて導電性材料の導電率を簡単に測定で
きる装置を提供しようとするものである。
きる装置を提供しようとするものである。
(課題を解決するだめの手段)
マイクロ波導波管の一端からマイクロ波を入力し、導波
管の途中の任意の位置或は導波管の他端に導波管を横断
するように試料を挿入し、マイクロ波の透過率或は反射
率を測定するようにした。
管の途中の任意の位置或は導波管の他端に導波管を横断
するように試料を挿入し、マイクロ波の透過率或は反射
率を測定するようにした。
(作用)
第1図に示すように導波管1の左端にマイクロ波入力手
段7を設け、途中に導波管を横断するスリット2を設け
てこXに試料を挿入するようにし、スリット2の左側つ
まり試料へのマイクロ波入射側に方向性結合器3を介し
て別の副導波管4を接続し、導波管]、4の終端部に検
波手段5゜6を設置Jた装置を考える。なお、透過波を
検出手段5て検波するときには、副導波管に無反射物を
設けたり、または反射波を検波手段6で検波するときに
は、導波管1の右端部に6反射物を設けたりすることが
望ましい実施態様である。試料をスリブl−2に挿入し
ていないとき、マイクロ波は導波管1を右方・\伝る。
段7を設け、途中に導波管を横断するスリット2を設け
てこXに試料を挿入するようにし、スリット2の左側つ
まり試料へのマイクロ波入射側に方向性結合器3を介し
て別の副導波管4を接続し、導波管]、4の終端部に検
波手段5゜6を設置Jた装置を考える。なお、透過波を
検出手段5て検波するときには、副導波管に無反射物を
設けたり、または反射波を検波手段6で検波するときに
は、導波管1の右端部に6反射物を設けたりすることが
望ましい実施態様である。試料をスリブl−2に挿入し
ていないとき、マイクロ波は導波管1を右方・\伝る。
この状態でスリブ)・2に試料を挿入した場合、試料が
全く導電性のない誘電体で厚さがマイクロ波の導波管内
波長に比し充分ン専いものであれば導波管1内のマイク
ロ波の伝播状態は変わらず、検波手段5,6の出力は変
わらない。つまり試)4のマイクロ波透過率は100%
に近く、また反射率は0%に近い。ツノ−ボン繊維を含
んだような導電性シートをスリット2に挿入すると、マ
イクロ波は試料によって一部反射、−部透過、一部吸収
され、検波手段5の出力は低下し、検波手段6に出力が
現れる。従って試料の透過率および反射率が測定される
。この透過率9反射率は試料の導電率によって変化する
ので、別途較正を行っておくことにより、導電率の測定
がてき、単なる比較測定であれば標準試料を用意してお
(ことにより、試料の導電率の比較ができる。
全く導電性のない誘電体で厚さがマイクロ波の導波管内
波長に比し充分ン専いものであれば導波管1内のマイク
ロ波の伝播状態は変わらず、検波手段5,6の出力は変
わらない。つまり試)4のマイクロ波透過率は100%
に近く、また反射率は0%に近い。ツノ−ボン繊維を含
んだような導電性シートをスリット2に挿入すると、マ
イクロ波は試料によって一部反射、−部透過、一部吸収
され、検波手段5の出力は低下し、検波手段6に出力が
現れる。従って試料の透過率および反射率が測定される
。この透過率9反射率は試料の導電率によって変化する
ので、別途較正を行っておくことにより、導電率の測定
がてき、単なる比較測定であれば標準試料を用意してお
(ことにより、試料の導電率の比較ができる。
第2図に示すように試料の導電率が非常に大きく金属的
であるとき、反射率が大きくなり、透過率および吸収お
も極めて小さくなり、導電率が極めて小さく長細縁体で
あるとき、反射率および吸収は小さく透過率は非常に大
きくなる。なお、導電率が導波管の特性で決まる成る値
のとき、吸収が大きくなる。従って実際の測定では透過
率或は反射率の何れか一方を測定すればよく、装置構成
は第1図で、副導波管4なしで検波手段5を設(ジるか
、検波手段なして副導波管4の端に検波手段Oを設ける
かの何れかでよいのである。終端反射があっても測定上
支障はないので、第1図でスリット2から右側をなしに
した装置構成でも測定は可能である。この場合導波管1
の右端は開放端となって試料がないときても反射波が存
在する。導電性の試料でこの開放端をふさぐと導電率が
極めて大きいとき反射率は、非常に大きくなり、導電率
の低下と共に反射率は右端開放時の値に近づくのて、試
才4の導電率を測定することができる。
であるとき、反射率が大きくなり、透過率および吸収お
も極めて小さくなり、導電率が極めて小さく長細縁体で
あるとき、反射率および吸収は小さく透過率は非常に大
きくなる。なお、導電率が導波管の特性で決まる成る値
のとき、吸収が大きくなる。従って実際の測定では透過
率或は反射率の何れか一方を測定すればよく、装置構成
は第1図で、副導波管4なしで検波手段5を設(ジるか
、検波手段なして副導波管4の端に検波手段Oを設ける
かの何れかでよいのである。終端反射があっても測定上
支障はないので、第1図でスリット2から右側をなしに
した装置構成でも測定は可能である。この場合導波管1
の右端は開放端となって試料がないときても反射波が存
在する。導電性の試料でこの開放端をふさぐと導電率が
極めて大きいとき反射率は、非常に大きくなり、導電率
の低下と共に反射率は右端開放時の値に近づくのて、試
才4の導電率を測定することができる。
(実施例)
第1図に示すように導波管1に試料を挿入するスリット
2を設ける場合、スリット2の位置が導波管1内のマイ
クロ波伝播に影響しないかを確認した。第1図において
スリブI・幅を1.91T1171として導波管のスリ
ブl−2から左側の長さを1mに固定し、右側の長さを
1〜20 cmの間で変えてみた所、検波手段5の出力
にほとんと変化はなかった。また逆にスリットから右側
の長さ100mに固定し、左側の長さを10cmから]
、 50 cmまで変えてみたが、検波手段5の出力に
全く変化はなかった。次にスリブl−2の幅をOから7
mmまで変えてみた所、検波手段の出力はスリット幅O
つまりスリットなしのときを基準にして、7 m mの
とき5.5dBの低下があり、スリブI・幅はなるべく
小さい方が良い。スリットを設けることにより反射が起
こるお共に、スリットからの電波の漏れが生ずるものと
考えられる。
2を設ける場合、スリット2の位置が導波管1内のマイ
クロ波伝播に影響しないかを確認した。第1図において
スリブI・幅を1.91T1171として導波管のスリ
ブl−2から左側の長さを1mに固定し、右側の長さを
1〜20 cmの間で変えてみた所、検波手段5の出力
にほとんと変化はなかった。また逆にスリットから右側
の長さ100mに固定し、左側の長さを10cmから]
、 50 cmまで変えてみたが、検波手段5の出力に
全く変化はなかった。次にスリブl−2の幅をOから7
mmまで変えてみた所、検波手段の出力はスリット幅O
つまりスリットなしのときを基準にして、7 m mの
とき5.5dBの低下があり、スリブI・幅はなるべく
小さい方が良い。スリットを設けることにより反射が起
こるお共に、スリットからの電波の漏れが生ずるものと
考えられる。
実施例1
第1図の構成で導波管サイプ29.lX58゜1mm、
スリット幅4 m m 、で4GHzのマイクロ波を送
り、試料として厚さ100μmのポリエチレンテレフタ
レート樹脂シートをスリットに挿入したが検波器5にお
ける出力は試料挿入前に比して変化はみられなかった。
スリット幅4 m m 、で4GHzのマイクロ波を送
り、試料として厚さ100μmのポリエチレンテレフタ
レート樹脂シートをスリットに挿入したが検波器5にお
ける出力は試料挿入前に比して変化はみられなかった。
実施例2
上記実施例と同じ装置で、34.6g/Jのカーボン繊
維不織布を10cm角に切出しスリットに挿入し、試料
面内において試料を回転させて、各方向において検波手
段5,6の出力を測定した。
維不織布を10cm角に切出しスリットに挿入し、試料
面内において試料を回転させて、各方向において検波手
段5,6の出力を測定した。
結果を下表に示す。こ\で角度は導波管1の短辺方向即
ち電界の方向を基準にしている。
ち電界の方向を基準にしている。
回転角 透過出力nW 反射出力μmO°
6.38 0.60445° 17.8
0.54490° 32.3 0.430
カーボン不織布は繊維配向が著しいことが認められる。
6.38 0.60445° 17.8
0.54490° 32.3 0.430
カーボン不織布は繊維配向が著しいことが認められる。
(実施例3)
上記実施例と同じ装置てスリット2から右の部分を取外
し、導波管1を開放端とし、カーボン不織不をプラスチ
ックフィルムに挟み込んだ有機導電性シートの導電性を
調べた。試料は導波管1の開放端をふさぐようにセット
される。試料を固定するため試料の背面に誘電体板を押
当てるように置いた。この場合試料がマイクロ波を一部
透過しているので、試料を導波管開口に押圧固定する手
段は反射波測定に影響するから一定にしておく必要があ
る。本実施例の測定結果は下表の通りで、カーボン繊維
の配向が認められた。
し、導波管1を開放端とし、カーボン不織不をプラスチ
ックフィルムに挟み込んだ有機導電性シートの導電性を
調べた。試料は導波管1の開放端をふさぐようにセット
される。試料を固定するため試料の背面に誘電体板を押
当てるように置いた。この場合試料がマイクロ波を一部
透過しているので、試料を導波管開口に押圧固定する手
段は反射波測定に影響するから一定にしておく必要があ
る。本実施例の測定結果は下表の通りで、カーボン繊維
の配向が認められた。
回転角度 反射出力μW
O″ 0.812
45° 0.680
90″ 0.62に
の実施例のように開放端導波管を用いると、試料を装置
にセットするのが容易となり、連続帯状材料でも試料を
切取ることなく、そのま\測定できる。またシート状材
料に限らず、厚板のような物でも測定可能で、更には構
造物の表面に導波管開口の方を当接させてまたは一定の
間隔をおいて測定を行うこともできる。
にセットするのが容易となり、連続帯状材料でも試料を
切取ることなく、そのま\測定できる。またシート状材
料に限らず、厚板のような物でも測定可能で、更には構
造物の表面に導波管開口の方を当接させてまたは一定の
間隔をおいて測定を行うこともできる。
(発明の効果)
本発明によれば導電性を付与されたプラスチックのよう
な導電性材料の導電率、異方性等が簡単に測定できる。
な導電性材料の導電率、異方性等が簡単に測定できる。
また特に導波管の開放端に試料を当てる方法では測定の
ための試料の装置への出入れがきわめて容易で、試料を
回転させることも容易であり、連続帯状、或は大面積、
ブロック状等の試料でも試験片を切取ることなしにその
ま\測定できる利点がある。
ための試料の装置への出入れがきわめて容易で、試料を
回転させることも容易であり、連続帯状、或は大面積、
ブロック状等の試料でも試験片を切取ることなしにその
ま\測定できる利点がある。
第1図は本発明装置の一般的な構成を示す側面図、第2
図は試料の導電率と反射率、透過率との関係のグラフで
ある。 ■・・・導波管、2・・・スリット、3・・・方向性結
合器、4・・・副導波管、5,6・・・検波手段、7・
・・マイクロ波入力手段。 代理人 弁理士 縣 浩 介
図は試料の導電率と反射率、透過率との関係のグラフで
ある。 ■・・・導波管、2・・・スリット、3・・・方向性結
合器、4・・・副導波管、5,6・・・検波手段、7・
・・マイクロ波入力手段。 代理人 弁理士 縣 浩 介
Claims (2)
- (1)マイクロ波導波管の一端にマイクロ波導入手段を
有し、この導波管の一端から他端に至る任意の位置に導
波管を横断するように試料挿通用スリットを有し、試料
を透過したマイクロ波或は試料から反射されたマイクロ
波を測定する手段を備えたことを特徴とする材料の電気
的特性測定装置。 - (2)他端開放のマイクロ波主導波管に方向性結合器を
介して上記導波管の他端からの反射波を導く副導波管の
一端を接続し、この副導波管の他端にマイクロ波検波手
段を設け、上記主導波管の一端にマイクロ波導入手段を
設け、他端に試料を当接するかまたは一定間隔をおいて
設置したことを特徴とする材料の電気的特性測定装置。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63100999A JPH01270648A (ja) | 1988-04-22 | 1988-04-22 | 材料の電気的特性測定装置 |
US07/339,793 US5001433A (en) | 1988-04-22 | 1989-04-18 | Apparatus and method for measuring electric characteristics of material |
DE8989303946T DE68903128T2 (de) | 1988-04-22 | 1989-04-20 | Vorrichtung und verfahren zum messen der elektrischen eigenschaften von materialien. |
EP89303946A EP0339873B1 (en) | 1988-04-22 | 1989-04-20 | Apparatus and method for measuring electric characteristics of material |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63100999A JPH01270648A (ja) | 1988-04-22 | 1988-04-22 | 材料の電気的特性測定装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01270648A true JPH01270648A (ja) | 1989-10-27 |
Family
ID=14288985
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63100999A Pending JPH01270648A (ja) | 1988-04-22 | 1988-04-22 | 材料の電気的特性測定装置 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5001433A (ja) |
EP (1) | EP0339873B1 (ja) |
JP (1) | JPH01270648A (ja) |
DE (1) | DE68903128T2 (ja) |
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CN110389135A (zh) * | 2019-07-18 | 2019-10-29 | 成都飞机工业(集团)有限责任公司 | 一种反射率测试集成微波探头 |
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