JPH02238348A - Method and apparatus for measuring water content of material - Google Patents

Method and apparatus for measuring water content of material

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JPH02238348A
JPH02238348A JP540290A JP540290A JPH02238348A JP H02238348 A JPH02238348 A JP H02238348A JP 540290 A JP540290 A JP 540290A JP 540290 A JP540290 A JP 540290A JP H02238348 A JPH02238348 A JP H02238348A
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measuring
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N22/00Investigating or analysing materials by the use of microwaves or radio waves, i.e. electromagnetic waves with a wavelength of one millimetre or more
    • G01N22/04Investigating moisture content

Abstract

PURPOSE: To at a high speed and continuously measure water content of a material by a method in which a microwave signal is fed into the material and the speed change of the signal passed is measured, based on the known interdependent relationship between the speed change of the signal and the water content of the material. CONSTITUTION: A directionality coupler 6 divides a microwaver signal into a first component I and a second component II, and the component I is fed to a transmitter 7 and the signal is fed into a material to be measured. A receiver 8 receives a microwave signal I passed through the material to be measured. The transmitter 7 and receiver 8 are disposed counter to each other across the material. On the way of passing the material, the signal I is decelerated more than the signal component II used as the reference amount in a mixer 9, and delayed in a time manner. The mixer 9 mixes the signals I, II to generate an intermediate frequency signal Δf, which is fetched out from an output gate IF to measure frequency of the signal Δf in a counter 3. Water content of the material to be measured can be acquired from this frequency based on the known interdependent relationship between the signal Δf and the water content.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は材料の水分含有量を測定するための方法および
装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a method and a device for determining the moisture content of materials.

(従来の技術) 材料の水分含有量をオンラインで測定するために現在使
用されている測定方法と機器は、静電容量(キャバシタ
ンス)、電気伝導(コンダクタンス)、中性子散乱、赤
外線放射またはマイクロ波放射を利用することを基礎に
しているのが一般的である。
(Prior Art) The measurement methods and equipment currently used to determine the moisture content of materials online are capacitance, electrical conductance, neutron scattering, infrared radiation or microwave radiation. It is generally based on the use of .

(発明が解決しようとする課題) マイクロ波は300 Mllz乃至300 Gllzの
周波数範囲に属する電波である。マイクロ波湿度計は、
過渡的減衰または位相シフトを測定することによって作
用するのが一般である。過渡的減衰の測定は反射による
干渉の影響を受けやすく、また位相シフトの測定は、特
に材料が厚層で位相シフトが360°を超える可能性の
ある場合には、技術的に実施が困難である。
(Problems to be Solved by the Invention) Microwaves are radio waves that belong to a frequency range of 300 Mllz to 300 Gllz. The microwave hygrometer is
It generally works by measuring transient attenuation or phase shifts. Measurements of transient attenuation are susceptible to interference due to reflections, and measurements of phase shifts are technically difficult to perform, especially when the material is thick and the phase shift can exceed 360°. be.

(課題を解決するための手段) 本発明の目的は、まず第1に木材や製紙産業において応
用するために、材料の水分含有沿をオンラインで測定す
るための方法および装置を提供することと、測定結果を
利用して処理工程を実時間で調整できるようにすること
である。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a method and a device for online determination of the moisture content of materials, primarily for application in the wood and paper industry; The goal is to use measurement results to adjust the process in real time.

特許請求の範囲に記載した請求項1、6、10およびl
1の特徴部分によって、上記問題を解決した。即ち、こ
の発明の材料の水分含有量の測定方法は、マイクル波信
号を測定すべき材料内に送り込み、材料を通り抜けた信
号の速度変化を測定し、当該測定変化および、前記マイ
クロ波信号の速度変化と材料の水分含有量間の既知の相
互依存関係に基づいて、材料の水分含有量を測定するこ
とを特徴としている。
Claims 1, 6, 10 and l described in the claims
The above problem was solved by the characteristic part 1. That is, the method for measuring the water content of a material according to the present invention involves sending a microwave signal into the material to be measured, measuring the change in the velocity of the signal passing through the material, and comparing the measured change and the velocity of the microwave signal. It is characterized by measuring the moisture content of a material based on the known interdependence between the change and the moisture content of the material.

また、この発明の他の材料の水分含有量の測定方法は、
マイクロ波信号が測定すべき材料を通り抜けるときに起
こる速度変化を周波数変調によって測定することにより
、マイクロ波信号を発生し、そのマイクロ波信号の周波
数を一定の時間期間T内にその周波数範囲の下限周波数
f,から上限周波数f2にまたはその逆に(あるいはそ
の両方に)、数学的関数に従って変化させ、そのマイク
ロ波信号を第1成分と第2成分に分割し、第1成分を測
定個所で材料内に送り込み、第1成分が材料を通り抜け
たあと、第2成分と混合し、かくして得た混合信号から
遅延に対応する中間周波数信号Δ[を形成し、測定対象
の材料の水分含有量を水分含有量と中間周波数信号Δf
間の既知の相互依存関係に基づいて、前記信号Δ[から
判定することを特徴としている。
In addition, the method for measuring the moisture content of other materials of this invention is as follows:
Generate a microwave signal by measuring the velocity change that occurs as the microwave signal passes through the material to be measured by frequency modulation, and adjust the frequency of the microwave signal to the lower limit of its frequency range within a fixed time period T. from the frequency f, to the upper frequency f2 or vice versa (or both) according to a mathematical function, splitting the microwave signal into a first and a second component, and dividing the first component into a material at the measurement location. After the first component has passed through the material, it is mixed with the second component, and from the thus obtained mixed signal an intermediate frequency signal Δ corresponding to the delay is formed, which determines the moisture content of the material to be measured. Content and intermediate frequency signal Δf
It is characterized in that the determination is made from the signal Δ[ based on the known interdependence relationship between the signals.

更に、この発明の材料の水分含有量の測定装置は、測定
すべき材料内にマイクロ波信号を送り込む送信装置1と
、材料を通り抜けた信号の速度変化を測定し、前記マイ
クロ波信号の速度変化と材料の水分含有量の変化間の既
知の相互依存関係に基づいて材料の水分含有量を判定す
る検出装置2およびカウント装置3とから構成されてい
ることを特徴としている。
Furthermore, the apparatus for measuring the moisture content of a material according to the present invention includes a transmitter 1 that sends a microwave signal into the material to be measured, and a transmitter 1 that measures the change in velocity of the signal passing through the material. It is characterized in that it comprises a detection device 2 and a counting device 3, which determine the moisture content of the material based on the known interdependence between the change in the moisture content of the material and the moisture content of the material.

また、この発明の他の材料の水分含有晴の測定装置は、
送信装置1と検出装置2とカウント装置3とから構成さ
れており、送信装置1はマイクロ波周波数範囲内の周波
数をもつ信号を発生し、その信号周波数を数学的関数に
従って、一定の時間期間T内に下限周波数f1から上限
周波数r2に、あ・るいはその逆に(またはその両方に
)変化させることを目的とした発振器4と、信号を発振
回路内に一方向にだけ通過させることを目的としたアイ
ソレータ5と、信号を第1成分Iと第2成分■1に分割
することを目的とした方向性結合器6と、方向性結合器
から得た第1信号成分を測定すべき材料内に送り込むこ
とを目的とした送信器7とで構成され、検出装置2は測
定すべき材料を通り抜けたあと第1信号成分Iを受信す
ることを目的とした受信器8と、第1人力ゲートRFと
第2人力ゲートLOと出力ゲートIFとを備え受信器8
から第1信号成分Iをその第1人力ゲートRFを通して
受信し、前記方向性結合器6から直接に第2信号成分I
Iをその第2人力ゲートLOを通して受信し、入力ゲー
トLOとRFに入力された信号を混合し、かくして形成
された信号から遅延に対応する中間周波数信号Δfを発
生し、その信号を出力ゲートIFから出力することを目
的としたミキサー9とで構成され、カウント装置3は発
振器4を制御し、ミキサー9の出力ゲートlFから取り
出された中間周波数信号Δfの周波数を測定し、当該信
号Δrと水分含有量間の既知の相互依存関係に基づいて
中間周波数信号から測定対象の材料の水分含有量値を判
定することを目的としていることを特徴としている。
In addition, the device for measuring the moisture content of other materials according to the present invention includes:
It consists of a transmitting device 1, a detecting device 2 and a counting device 3, the transmitting device 1 generates a signal with a frequency within the microwave frequency range, and divides the signal frequency into a fixed time period T according to a mathematical function. an oscillator 4 whose purpose is to change the lower limit frequency f1 to the upper limit frequency r2, or vice versa (or both); and an oscillator 4 whose purpose is to pass the signal in only one direction within the oscillation circuit. a directional coupler 6 whose purpose is to divide the signal into a first component I and a second component 1; The detection device 2 consists of a receiver 8 intended to receive the first signal component I after passing through the material to be measured, and a first manual gate RF. A receiver 8 comprising a second manual gate LO and an output gate IF.
receives a first signal component I from the directional coupler 6 through its first manual gate RF, and directly receives a second signal component I from the directional coupler 6.
I through its second human-powered gate LO, mixes the signals input to the input gate LO and RF, generates from the signal thus formed an intermediate frequency signal Δf corresponding to the delay, and transfers the signal to the output gate IF. The counting device 3 controls the oscillator 4, measures the frequency of the intermediate frequency signal Δf taken out from the output gate IF of the mixer 9, and measures the frequency of the intermediate frequency signal Δf taken out from the output gate IF of the mixer 9. It is characterized in that it is aimed at determining the moisture content value of the material to be measured from the intermediate frequency signal on the basis of the known interdependence between the contents.

(作  用) 本発明は、ある材料におけるマイクロ波伝播速度が、下
式に示すように、その材料の誘電特性に依存するという
事実に基づいている。
(Function) The present invention is based on the fact that the microwave propagation velocity in a certain material depends on the dielectric properties of that material, as shown in the following equation.

v =c/f ( E ,’+ l E ,l)/2 
............ (+1ただし、 ε, =Jε,12+ε lI1 ε、′=材料の相対誘電定数の実数部分81″=材料の
相対誘電定数の虚数部分C  =光速度 水分の誘電定数は他の大部分の物質に比べて大きい。水
分を含む材料を通り抜けるマイクロ波の速度が乾燥材料
を通り抜けるマイクロ波の速度よりも遅くなるのはこの
ためである。このことから材料の水分含有量を測定する
ことが可能である。
v = c/f (E,'+l E,l)/2
.. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. (+1 However, ε, = Jε, 12 + ε lI1 ε, ′ = Real part of the relative dielectric constant of the material 81″ = Imaginary part of the relative dielectric constant of the material C = Speed of light The dielectric constant of water is the same as that of most other materials. This is why the speed of microwaves passing through a wet material is slower than the speed of microwaves passing through a dry material. From this, it is possible to measure the water content of the material. .

マイクロ波速度の減少によって起こる時間遅延δは、下
式(2)から計算によって求めることができる。
The time delay δ caused by the decrease in microwave speed can be calculated from equation (2) below.

δ= d/v= d/(c/7 ( E ,’+I ε
,+1/2) ’... (2)ただし、 δ =時間遅延 d =材料内をマイクロ波が走行する距離V =材料内
のマイクロ波の速度 εr1=材料の相対誘電定数の実数部分ε,=材料の相
対誘電定数の虚数部分 材料の水分含有量を測定するための本発明の方法は、測
定すべき材料にマイクロ波信号を通過させ、材料内を走
行した信号の速度変化を測定し、その測定変化と、マイ
クロ波信号速度の変化と材料の水分含有量間の既知の相
互依存関係とに基づいて、材料の水分含有量を測定する
ものである。
δ= d/v= d/(c/7 (E,'+I ε
,+1/2)'. .. .. (2) Where, δ = Time delay d = Distance traveled by the microwave in the material V = Speed of the microwave in the material εr1 = Real part of the relative dielectric constant of the material ε, = Imaginary part of the relative dielectric constant of the material The method of the invention for measuring the moisture content of a material involves passing a microwave signal through the material to be measured, measuring the change in the velocity of the signal traveling through the material, and combining the measured change with the microwave signal speed. and the known interdependence between the moisture content of the material.

本発明による方法の実施例によれば、マイクロ波信号の
速度変化は、周波数変調、マイクロ波パルス、バースト
またはパルス列の通過時間、または雑音の相関関係によ
って測定される。
According to an embodiment of the method according to the invention, the velocity change of the microwave signal is measured by frequency modulation, by the transit time of the microwave pulse, burst or pulse train, or by correlation of the noise.

本発明による方法の実施例では、材料内を走行したマイ
クロ波パルス、バーストまたはパルス列の通過時間は、
一定の測定ギャップにおいて測定される。
In an embodiment of the method according to the invention, the transit time of the microwave pulse, burst or pulse train traveled through the material is
Measured at a constant measurement gap.

本発明による方法の実施例では、測定ギャップ内の通過
時間は、マイクロ波パルス、バーストまたはパルス列を
送信してから受信するまでの時間間隔として、クロック
を用いて直接的に測定される。
In an embodiment of the method according to the invention, the transit time in the measurement gap is directly measured using a clock as the time interval between sending and receiving the microwave pulse, burst or pulse train.

本発明による方法の実施例では、測定すべき材料内を走
行した連続的または間欠的パルス形またはパルス列形マ
イクロ波信号の通過時間は、相関関係手法を用いて、つ
まり、広帯域の雑音を送信することにより、あるいはマ
イクロ波信号をランダムな雑音またはランダムなディジ
タル信号で変調し、送信信号と受信信号の相互相関関数
によって通過時間を測定することによって測定される。
In an embodiment of the method according to the invention, the transit time of a continuous or intermittent pulse-shaped or pulse-train-shaped microwave signal traveled through the material to be measured is determined using a correlation technique, that is to say transmitting a broadband noise. or by modulating the microwave signal with random noise or a random digital signal and measuring the transit time by the cross-correlation function of the transmitted and received signals.

本発明による他の方法の実施例では、マイクロ波信号が
測定すべき材料内を走行するときに起こる速度変化は,
周波数変調によって測定される。
In another embodiment of the method according to the invention, the velocity change that occurs when the microwave signal travels through the material to be measured is
Measured by frequency modulation.

つまり、マイクロ波信号を発生させ、マイクロ波信号の
周波数を、その周波数範囲の下限周波数f,から上限周
波数f2に、あるいはその逆に(またはその両方に)数
学的関数に従って、ある時間期間T内に変化させ、その
マイクロ波信号を第1成分と第2成分に分割し、その第
1成分を測定個所で材料内に送り込み、材料内を通り抜
けた第1成分を第2成分と混合し、かくして得た混合信
号から遅延に対応する中間周波数信号Δfを形成し、測
定対象の材料の水分含有量を、水分含有量と中間周波数
信号八f間の既知の相互依存関係に基づいて前記信号Δ
fから求められる。
That is, a microwave signal is generated and the frequency of the microwave signal is changed within a certain time period T according to a mathematical function from the lower limit frequency f, to the upper limit frequency f2, or vice versa (or both) of the frequency range. splitting the microwave signal into a first component and a second component, feeding the first component into the material at the point of measurement, mixing the first component passing through the material with the second component, and thus An intermediate frequency signal Δf corresponding to the delay is formed from the obtained mixed signal, and the moisture content of the material to be measured is determined based on the known interdependence between the moisture content and the intermediate frequency signal Δf.
It can be found from f.

中間周波数Δ『は下式のように計算で求めることも可能
である。
The intermediate frequency Δ' can also be determined by calculation as shown in the formula below.

Δf =B−di i,’+  Iεrl)/2””/
(’I’c)..−,f3)ただし、 B =r.− r. =掃引幅(周波数がその範囲内で
変化する帯域の幅) fl=掃引帯域の下限=下限周波数 fz =掃引帯域の上限=上限周波数 d =材料内のマイクロ波の走行距離 ε,′=材料の相対誘電定数の実数部分ε,=材料の相
対誘電定数 ■ =掃引時間 C =光速度 表1は、ある種の材料の代表的な中間周波数Δfの値を
示しており、これらは式(3)から得たものである。こ
こで採用されているバラメーター値は、B =2 Gl
!z . T =  10 ms. d =30 cm
およびc=3・In8m/sである。
Δf =B-di i,'+Iεrl)/2""/
('I'c). .. -, f3) However, B = r. -r. = Sweep width (width of the band within which the frequency changes) fl = Lower limit of the sweep band = Lower limit frequency fz = Upper limit of the sweep band = Upper limit frequency d = Travel distance of the microwave in the material ε,' = The distance of the material Real part of the relative dielectric constant ε, = Relative dielectric constant of the material ■ = Sweep time C = Speed of light Table 1 shows the values of typical intermediate frequencies Δf for certain materials, and these are given by Equation (3) This is what I got from. The parameter value adopted here is B = 2 Gl
! Z. T = 10 ms. d=30cm
and c=3·In8m/s.

表1.異抑材料別のΔf計算値 七表から明らかなように、水の誘電定数は、他の材料の
誘電定数に比べて高くなーっている。従って、中間周波
数は、水分を含む木材の方が乾燥木材よりも高くなって
いる。
Table 1. As is clear from the table of seven calculated values of Δf for different suppression materials, the dielectric constant of water is higher than that of other materials. Therefore, the intermediate frequency is higher for moist wood than for dry wood.

どの材料の場合も、その水分含有晴は、祠料の水分含有
量と中間周波数信号の周波数間の相関関係が分かってい
れば、計算によっても、図形的手法によっても、中間周
波数信号△[の周波数から求められる。この相関関係は
、その水分含有,i景が判明しているか、あるいは測定
する必要のある材料について、本発明の方法と装置を用
いてなん度も測定を行なうことによって求めることが可
能である。その測定結果に基づいて、これらの2つの量
の相互依存関係を表わした関数が形成される。
For any material, its moisture content can be determined by calculation or by graphical methods, provided that the correlation between the moisture content of the abrasive material and the frequency of the intermediate frequency signal is known. Determined from frequency. This correlation can be determined by performing multiple measurements using the method and apparatus of the present invention on materials whose moisture content and appearance are known or need to be measured. Based on the measurement results, a function is formed that describes the interdependence of these two quantities.

この関数は、次に、本発明の方法と装置を用いて行なわ
れる測定で利用され、材料の水分含有窄が測定または算
出される。この相互依存関係を表わした関数をコンピュ
ータ・プログラムに組み入れれば、水分含有量の最終値
を計算することができる。
This function is then utilized in measurements performed using the method and apparatus of the invention to determine or calculate the moisture content of the material. Functions representing this interdependence can be incorporated into a computer program to calculate the final moisture content.

本発明による方法の実施例では、マイクロ波信号の周波
数は、下限周波数『1から上限周波数『2に、次に上限
周波数f2から下限周波数f,に、連続的にまたは循環
的に変化される。
In an embodiment of the method according to the invention, the frequency of the microwave signal is changed continuously or cyclically from a lower limit frequency ``1'' to an upper limit frequency ``2'' and then from an upper limit frequency f2 to a lower limit frequency f.

本発明による方法の実施例では、測定すべき材料は木材
チップや紙繊維(ウェブ)、懸濁水といったように、測
定ギャップを通過する材料の流れ、例えば、化学的また
は機械的木材パルブから構成されている。
In an embodiment of the method according to the invention, the material to be measured consists of a material flow passing through the measuring gap, such as wood chips, paper fibers (web), suspended water, e.g. chemical or mechanical wood pulp. ing.

本発明による方法の実施例では、水分含有贋の測定は、
連続測定処理として実施される。
In an embodiment of the method according to the invention, the determination of moisture-containing forgeries comprises:
It is carried out as a continuous measurement process.

本発明による装置は、測定すべき材料にマイクロ波信号
を送り込む送信装置と、材料に送り込まれた信号の速度
変化を測定し、問題のマイクロ波信号の速度変化と材料
の水分含有量変化間の既知の相互依存関係に基づいて,
材料の水分含有量を判定する検出装置およびカウント装
置とから構成されている。
The device according to the invention comprises a transmitting device for injecting a microwave signal into the material to be measured, and for measuring the change in velocity of the signal injected into the material, between the change in speed of the microwave signal in question and the change in the moisture content of the material. Based on known interdependencies,
It consists of a detection device and a counting device that determine the moisture content of the material.

本発明による他の装置の実施例では、送信装置はマイク
ロ波周波数範囲に属する周波数をもつ信号を発生し、そ
の信号周波数を、数学的関数に従って一定の時間期間T
内に、下限周波数「,から上限周波数[2にまたはその
逆に(あるいはその両方に)変化させることを目的とし
た発振器と、発振回路内の信号を一方向にだけ通過させ
ることを目的としたアイソレー夕と、信号を第1成分と
第2成分に分割することを目的とした方向性結合器と、
方向性結合器から得た第1信号成分を測定すべき材料内
に送り込むことを目的とした送信器(例えば、送信アン
テナ)とから構成されている。また、検出装置は測定す
べき材料を通り抜けたあと第1信号成分を受信すること
を目的とした受信器(例えば、受信アンテナ)と、第1
入力ゲートと第2入力ゲートと出力ゲートとを備え第1
成分を受信器からその第1入力ゲートを通して受信し、
第2成分を前記方向性結合器から直接にその第2人力ゲ
ートを通して受信して、第1、第2入力ゲートに入力さ
れた信号を混合して、かくして得た信号から遅延に対応
する中間周波数信号を発生し、その信号を出力ゲートか
ら出力することを目的としたミキサーとから構成されて
いる。さらに、カウント装置の目的は、発振器を制御す
ることと,ミキサー出力ゲートから得た中間周波数信号
の周波数を測定することと、測定対象の材・料の水分含
有量値を、当該中間周波数信号と水分含有量間の既知相
互依存関係に基づいて中間周波数信号から求めることに
ある。
In another embodiment of the device according to the invention, the transmitting device generates a signal with a frequency belonging to the microwave frequency range and modulates the signal frequency for a fixed time period T according to a mathematical function.
There are oscillators whose purpose is to change the lower limit frequency from the lower limit frequency to the upper limit frequency [2 or vice versa (or both), and oscillators whose purpose is to pass the signal in the oscillator circuit only in one direction. an isolator and a directional coupler for the purpose of splitting the signal into a first component and a second component;
and a transmitter (for example, a transmitting antenna) whose purpose is to introduce the first signal component obtained from the directional coupler into the material to be measured. The detection device also includes a receiver (e.g. a receiving antenna) intended to receive the first signal component after passing through the material to be measured;
a first input gate comprising an input gate, a second input gate and an output gate;
receiving a component from a receiver through its first input gate;
receiving a second component directly from the directional coupler through the second human powered gate, mixing the signals input to the first and second input gates, and from the thus obtained signal an intermediate frequency corresponding to the delay; It consists of a mixer whose purpose is to generate a signal and output that signal from an output gate. Furthermore, the purpose of the counting device is to control the oscillator, to measure the frequency of the intermediate frequency signal obtained from the mixer output gate, and to calculate the moisture content value of the material to be measured based on the intermediate frequency signal. It consists in determining from intermediate frequency signals based on known interdependencies between water contents.

本発明による装置の実施例では、送信器と受信器は測定
中の材料に対して相互に異なる側に配置されている。
In an embodiment of the device according to the invention, the transmitter and the receiver are arranged on mutually different sides with respect to the material being measured.

本発明による他の装置の実施例では、送信器と受信器は
測定すべき材料に対して同じ側に配置されており、反対
側には反射板が設けられて,送信器から送り出されたマ
イクロ波信号を反射して、材料を通り抜けたあと受信器
に送り込まれるようになっている。
In another embodiment of the device according to the invention, the transmitter and the receiver are arranged on the same side with respect to the material to be measured, and on the opposite side a reflector is provided so that the microspheres emitted from the transmitter The wave signal is reflected and passed through the material before being sent to a receiver.

本発明による装置の実施例では、カウント装置は、マイ
クロ波信号の周波数が下限周波数「1から4−限周波数
f2に、次に、上限周波数[2から下限周波数「,に連
続的および循環的に変化するように、発振器を制御する
設計になっている。
In an embodiment of the device according to the invention, the counting device continuously and cyclically changes the frequency of the microwave signal from the lower limit frequency "1 to the 4-limit frequency f2 and then from the upper limit frequency [2 to the lower limit frequency", It is designed to control the oscillator so that it changes.

本発明による他の装置の実施例では、装置は第1電気ケ
ーブルと第2電気ケーブルと第3電気ケーブルとを備え
、第1電気ケーブルを通してマイクロ波信号が方向性結
合器からミキサーの第2入力ゲートに送られ、第2電気
ケーブルを通して信号が方向性結合器から送信器に送ら
れ、第3電気ケーブルを通して信号が受信器からミキサ
ーの第1入力ゲートに送られるようになっており、第1
、第2および第3電気ケーブルは、中間周波数信号の周
波数が技術的に測定を容易にする周波数範囲内になるよ
うな長さが選択されている。中間周波数信号の周波数は
、掃引幅(B)、掃引時間(Tl、または測定対象の材
料内をマイクロ波が走行する距離(d)を変えることに
よって,所望レベルに調整することも可能である。
In another embodiment of the device according to the invention, the device comprises a first electrical cable, a second electrical cable and a third electrical cable, through which the microwave signal is transmitted from the directional coupler to the second input of the mixer. the signal is sent from the directional coupler to the transmitter through the second electrical cable, and the signal is sent from the receiver to the first input gate of the mixer through the third electrical cable;
, the second and third electrical cables are selected to have lengths such that the frequency of the intermediate frequency signal is within a frequency range that technically facilitates measurements. The frequency of the intermediate frequency signal can also be adjusted to a desired level by changing the sweep width (B), the sweep time (Tl), or the distance (d) that the microwave travels within the material being measured.

従来公知の技術では、所謂マイクロ波周波数変調(FM
−CWl方式が単距離レーダ一応用分野において、例え
ば、表面のレベルや氷の厚さを測定するために採用され
ている。かかる応用分野については、「レベルの正確測
定のためのFMレーダー」(第9回欧州マイクロ波会議
、ブライトン1979年712−715ページ)および
ジャックーラP.,イリーネンP.,チウリ M.共著
rFM−CWレーダーによる氷と霜の厚さの測定」 (
第10回欧州マイクロ波会議、ワルソー1980年)に
記載されている。
Conventionally known technology uses so-called microwave frequency modulation (FM
- The CWl method is employed in single range radar applications, for example to measure surface level and ice thickness. Such applications are discussed in ``FM Radar for Precise Measurement of Levels'' (9th European Microwave Conference, Brighton 1979, pp. 712-715) and Jacula P. , Irinen P. , Chiuri M. Co-authored “Measurement of ice and frost thickness using rFM-CW radar” (
10th European Microwave Conference, Warsaw 1980).

これらの従来公知のレーダ一応用分野においては、測定
対象物とレーダー送信器/受信器間の距離が変化するの
に対し、送信器/受信器と反射対象物間の媒質(空気が
普通である)は、マイクロ波に関する限り、不変のまま
である。
In these conventional radar applications, the distance between the object to be measured and the radar transmitter/receiver varies, while the medium (usually air) between the transmitter/receiver and the reflecting object changes. ) remains unchanged as far as microwaves are concerned.

本発明によれば、マイクロ波周波数変調方式(FM−C
W方式)は、全く新しい応用分野で、つまり、従来応用
されることがなかった材料の水分含有量の測定といった
分野で採用することが可能である。
According to the present invention, the microwave frequency modulation method (FM-C
W method) can be employed in completely new fields of application, such as the measurement of moisture content of materials that have not been previously applied.

(発明の効果) 本発明によれば、例えば、材料が流れとして移動する場
合に、水分測定を非常に高速にかつ連続的に行なうこと
ができるという利点がある。従って、測定結果を利用し
て、連続処理玉程を実時間で調整することが可能である
(Effects of the Invention) According to the present invention, there is an advantage that, for example, when the material moves as a flow, moisture measurement can be carried out very rapidly and continuously. Therefore, using the measurement results, it is possible to adjust the continuous processing ball rate in real time.

本発明の別の利点は、測定すべき出力信号は処理が容易
な信号、つまり、バースト信号であり、その周波数の測
定が単純化され、容易であるので、装置に使用される電
子回路に要求される条件は必ずしも高度でなくても、測
定ができることである。
Another advantage of the present invention is that the output signal to be measured is an easy-to-process signal, i.e. a burst signal, and the measurement of its frequency is simplified and easy, making it demanding on the electronic circuitry used in the device. The conditions to be used are that the measurement can be carried out without necessarily being at a high altitude.

本発明によれば、FM−CW方式がもつすべての利点を
利用して、材料の水分含有川を測定するこ゜とが可能で
ある。
According to the invention, it is possible to measure the moisture content of a material using all the advantages of the FM-CW method.

(実 施 例) 以下、添付図面を参照して本発明を詳述する。(Example) Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

第1図に示す測定装置によれば、本装置からマイクロ波
信号が測定対象の材料内に送り込まれると、材料を通り
抜けた信号の速度変化が測定され、前記マイクロ波信号
の速度変化と材料の水分含有量の変化間の既知の相互依
存関係に基づいて、材料の水分含有量が判断されるよう
になっている。
According to the measuring device shown in FIG. 1, when a microwave signal is sent from this device into the material to be measured, the change in the speed of the signal passing through the material is measured, and the change in speed of the microwave signal and the change in the speed of the material are measured. The moisture content of the material is determined based on the known interdependence between changes in moisture content.

本装置は送信装置1と、検出装置2と、カウント装置3
とから構成されている。速度変化の測定は、周波数変調
に基づいて行なうことも、マイクロ波パルス、バースト
またはパルス列の通過時間または雑音の相関関係に基づ
いて行なうことも可能である。
This device includes a transmitting device 1, a detecting device 2, and a counting device 3.
It is composed of. The measurement of velocity changes can be based on frequency modulation, or on the transit time or noise correlation of microwave pulses, bursts or pulse trains.

第2図に示す本発明の他の実施例による装置によれば、
マイクロ波信号が同様に材料内に送り込まれると、周波
数変調を使用して、装置は材料を通り抜けた信号の速度
変化を測定し、マイクロ波信号の速度変化と材料の水分
含有量の変化間の既知の相互依存関係に基づいて、材料
の水分含有量を判断する。
According to an apparatus according to another embodiment of the invention shown in FIG.
When a microwave signal is similarly pumped into the material, using frequency modulation, the device measures the change in velocity of the signal as it passes through the material, and calculates the difference between the change in velocity of the microwave signal and the change in water content of the material. Determine the moisture content of the material based on known interdependencies.

本装置は送信装置1と、検出装置2と、カウント装置3
とから構成されている。
This device includes a transmitting device 1, a detecting device 2, and a counting device 3.
It is composed of.

送信装置lは発振器4と、アイソレータ5と、方向性結
合器6と,送信器7とから構成されている。検出装置2
は受信器8とミキサー9から構成されている。
The transmitting device 1 includes an oscillator 4, an isolator 5, a directional coupler 6, and a transmitter 7. Detection device 2
consists of a receiver 8 and a mixer 9.

発振器4はマイクロ波周波数の信号を出力する。Oscillator 4 outputs a microwave frequency signal.

この発振器は、カウンタ3の制御を受けて、信号の周波
数を一定の周波数範囲内で線形的に、一定の時間期間内
に変化させる。そのあと、信号周波数は再度周波数範囲
の上限周波数から下限周波数に線形的に変化される。こ
れらの循環的変化は間断なく続けられる。
Under the control of the counter 3, this oscillator changes the frequency of the signal linearly within a certain frequency range and within a certain time period. Thereafter, the signal frequency is again changed linearly from the upper frequency limit to the lower frequency limit of the frequency range. These cyclical changes continue without interruption.

アイソレータ5は、マイクロ波信号が発振回路内を一方
向にだけ通過できるようにする働きをする。
The isolator 5 functions to allow the microwave signal to pass through the oscillation circuit in only one direction.

方向性結合器6はマイクロ波信号を第1成分Iと第2成
分IIに分割する。マイクロ波信号の第1成分1は第2
電気ケーブル12を通って送信器7に送られる。
The directional coupler 6 splits the microwave signal into a first component I and a second component II. The first component 1 of the microwave signal is
It is sent to the transmitter 7 through the electrical cable 12.

送信器7から信号が測定対象の材料内に送り込まれる。A signal is sent from the transmitter 7 into the material to be measured.

受信器8は測定対象の材料を通り抜けたマイクロ波信号
Iを受信する。送信器と受信器は材料を挟んで向き合う
ように配置されている。材料を通り抜ける途中で,信号
Iは、ミキサー9で基準晴として使用される第2マイク
ロ波信号成分I+よりも速度が遅くなり、時間的に遅延
する。
A receiver 8 receives the microwave signal I that has passed through the material to be measured. The transmitter and receiver are placed facing each other with the material in between. On the way through the material, the signal I becomes slower and delayed in time than the second microwave signal component I+, which is used as a reference signal in the mixer 9.

ミキサー9は*1入力ゲートRFと、第2入力ケ一目、
0と、出力ゲートIFとから構成されている。
Mixer 9 has *1 input gate RF, second input gate at a glance,
0 and an output gate IF.

ミキサーの第2人力ゲートLOには、ケーブル11を通
って方向性結合器から直接に送られてきた第2信号成分
IIが入力される。ミキサー9の第l入力ゲートRFに
は、ケーブル13を通って受信器から送られてきた第1
信号成分Iが入力される。
The second signal component II sent directly from the directional coupler through the cable 11 is input to the second human power gate LO of the mixer. The first input gate RF of the mixer 9 receives the first signal sent from the receiver through the cable 13.
A signal component I is input.

ミキサー9では、その入力ゲートRFと1、0に入力さ
れた信号1とTIが混合される。このようにして得られ
た信号から、ミキサーは中間周波数信号Δfを発生し、
出力ゲーHFから取り出される。
In the mixer 9, the signals 1 and TI input to the input gates RF, 1, and 0 are mixed. From the signal thus obtained, the mixer generates an intermediate frequency signal Δf,
Taken from the output game HF.

電気ケーブル11.12およびI3の長さを適当に選択
することにより、遅延に相当する中間周波数信号八fは
技術的に測定を容易にするレベルに調整される。
By suitably selecting the lengths of the electrical cables 11, 12 and I3, the intermediate frequency signal 8f, which corresponds to the delay, is adjusted to a level that facilitates the measurement technically.

カウント装置3はミキサーの出力ゲー1−IFから取り
出された中間周波数信号Δfの周波数を測定する。測定
対象の材料の水分含有晴値は、中間周波数信号Δfと水
分含有量間の既知の相互依存関係に基づいて、この周波
数から求めることができる。どの材料の場合も、この相
互依存関係が分かっていれば、水分含有量値は計算によ
っても、図形的手法によっても、求めることができる。
The counting device 3 measures the frequency of the intermediate frequency signal Δf taken out from the output gate 1-IF of the mixer. The average moisture content of the material to be measured can be determined from this frequency on the basis of the known interdependence between the intermediate frequency signal Δf and the moisture content. For any material, if this interdependence is known, the moisture content value can be determined both by calculation and by graphical methods.

この相互依存関係は、既知の水分含有7■値をもつ材料
について、本発明の方法と装置によって数回測定を行な
うことにより、判断することができる。これらの測定結
果に基づき、これらの川の相互依存関係を表わした関数
が形成される。この関数は、そのあと、本発明の方法と
装置によって行なわれる測定において、材料の水分含有
晴値を計算する際に利用される。
This interdependence can be determined by making several measurements using the method and apparatus of the present invention on materials with known moisture content 7. Based on these measurements, a function representing the interdependence of these rivers is formed. This function is then utilized in calculating the nominal moisture content of the material in measurements performed by the method and apparatus of the invention.

第3a図は、ミキサー9の第1人力ゲートRFと第2入
力ゲートLOに現われるマイクロ波信号の周波数をグラ
フで表わして、示したものである。信号周波数は、ある
時間期間Tに、下限周波数11から上限周波数[2に変
化するが、その変化の勾配は一定になっている。ミキサ
ーの第1入力ゲートRFに入力された信号■は、第2人
力ゲートLOに入力された信号TIよりも2時間δだけ
遅延している。
FIG. 3a shows a graphical representation of the frequencies of the microwave signals appearing at the first input gate RF and the second input gate LO of the mixer 9. The signal frequency changes from the lower limit frequency 11 to the upper limit frequency [2 during a certain time period T, but the slope of the change is constant. The signal (2) input to the first input gate RF of the mixer is delayed by 2 hours δ from the signal TI input to the second human input gate LO.

実線は第2人力ゲート1、0に現われる信号I1を表わ
しており、破線は第1入力ゲートRFに現われる信号1
を表わしている。この時間差δが発生するのは、マイク
ロ波が送信器7から受信器8までの途中で遅延するから
である。ヒれらの信号IとI+から、ミキサーは、測定
対象の材料の水分含有h1に比例している中間周波数信
号Δfを出力する。
The solid line represents the signal I1 appearing at the second input gate 1, 0, and the dashed line represents the signal I1 appearing at the first input gate RF.
It represents. This time difference δ occurs because the microwave is delayed on the way from the transmitter 7 to the receiver 8. From the signals I and I+, the mixer outputs an intermediate frequency signal Δf which is proportional to the water content h1 of the material to be measured.

第3b図の曲線は、時間と共に変化する中間周波数信号
Δ[の振幅を表わしている。
The curve in FIG. 3b represents the amplitude of the intermediate frequency signal Δ[ varying with time.

第4図は、送信器7と受信器8が測定対象の材料の同じ
側に配置され、反対側に反射板10が設けられている実
施例を示したものである。
FIG. 4 shows an embodiment in which the transmitter 7 and the receiver 8 are placed on the same side of the material to be measured, and a reflector 10 is provided on the opposite side.

第5図は、木材チップの測定結果を示したものである。FIG. 5 shows the measurement results for wood chips.

これらの測定は、水分含有潰と中間周波数信号の周波数
間の相rI1依(7−関係を確定するために,本発明の
方法によって行なわれたものである。
These measurements were performed according to the method of the invention in order to establish the phase relationship between the water content and the frequency of the intermediate frequency signal.

測定バラメーターは、B=ロ.9 Gllz, T =
 11.1msおよびd=5cmとした。測定は、6神
アnの既知水分含有計値をもつ木材チップについて行な
われ、その結果、中間周波数信号Δ[は対応する6種類
の周波数が得られた。木材チップの水分含有Mは、各測
定個所で重1i比で表わすのが望ましいので、周波数の
値は測定対象のサンプルの密度で除算して、異なる密度
が結果に及ぼす影響を除去した。
The measurement parameters are B=B. 9 Gllz, T =
11.1 ms and d=5 cm. The measurements were carried out on wood chips with six known moisture content measurements, and as a result, six corresponding frequencies of the intermediate frequency signal Δ[ were obtained. Since the moisture content M of the wood chips is preferably expressed as a weight 1i ratio at each measurement location, the frequency value was divided by the density of the sample being measured to remove the influence of different densities on the results.

図において、測定結果とその測定結果から求めた相互依
仔関係関数はグラフで表わされている。
In the figure, the measurement results and the mutual relationship function obtained from the measurement results are represented in a graph.

縦軸は測定対象の材料の密度で除算した中間周波数信号
Δ『の周波数を表わしている。横軸は木材チップの水分
含有量を重M比で表わしている。表1中の木材のデータ
は充実した木材に関する値の大きさを種類別に示したも
であり、従って、木材4. チップで測定した第5図の結果と一致していないことに
注意すべきである。
The vertical axis represents the frequency of the intermediate frequency signal Δ' divided by the density of the material being measured. The horizontal axis represents the water content of the wood chips in terms of gravity M ratio. The wood data in Table 1 shows the magnitude of the value for solid wood by type, and therefore, wood 4. It should be noted that the results in FIG. 5 are not consistent with those measured on the chip.

本発明は上述した各種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ている本発明の概念の範囲
内で種々変更および改良が可能であることは勿論である
It goes without saying that the present invention is not limited to the various embodiments described above, and that various modifications and improvements can be made within the scope of the concept of the present invention as described in the claims.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の装置の回路の原理図、第2図は本発明
の別実施例による装置の回路の原理図、 第3図は時間と共に変化する第2図図示装置の発振周波
数とミキサー出力信号を示した図で、第3図(a)はミ
キサーの入力ゲートに現われる周波数、第3図(b)は
ミキサー出力信号の振幅を示している、 第4図は本発明の第3実施例による装置の詳細図、 第5図は本発明の第4実施例による方法と装置で得た測
定結果を示した図である。 ト・・送信装置    2・・・検出装置3・・・カウ
ント装置  4・・・発 振 器5・・・アイソレータ
  6・・・方向性結合器7・・・発振器 8・・・受
信器 9・・・ミキサー    10・・・反 射 板11、
12、13・・・電気ケーブル
Fig. 1 is a principle diagram of the circuit of the device of the present invention, Fig. 2 is a principle diagram of the circuit of the device according to another embodiment of the present invention, and Fig. 3 is the oscillation frequency and mixer of the device shown in Fig. 2 that change over time. 3(a) shows the frequency appearing at the input gate of the mixer, FIG. 3(b) shows the amplitude of the mixer output signal, and FIG. 4 shows the third embodiment of the present invention. Detailed view of the apparatus according to the example. FIG. 5 is a diagram showing the measurement results obtained with the method and apparatus according to the fourth example of the present invention. ... Transmitting device 2... Detecting device 3... Counting device 4... Oscillator 5... Isolator 6... Directional coupler 7... Oscillator 8... Receiver 9... ...Mixer 10...Reflector plate 11,
12, 13...Electric cable

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 マイクロ波信号を測定すべき材料内に送り込み、材
料を通り抜けた信号の速度変化を測定し、当該測定変化
および、前記マイクロ波信号の速度変化と材料の水分含
有量間の既知の相互依存関係に基づいて、前記材料の水
分含有量を測定することを特徴とした材料の水分含有量
の測定方法 2 マイクロ波信号の速度変化は、周波数変調、マイク
ロ波パルスまたは、バーストまたはパルス列の通過時間
、または雑音の相関関係によって測定されることを特徴
とした請求項1に記載の材料の水分含有量の測定方法 3 材料を通り抜けたマイクロ波パルス、バーストまた
はパルス列の通過時間は一定の測定ギャップにおいて測
定することを特徴とした請求項2に記載の材料の水分含
有量の測定方法 4 測定ギャップ内の通過時間は、マイクロ波パルス、
バーストまたはパルス列を送信してから受信するまでの
時間間隔として、クロックを用いて直接的に測定するこ
とを特徴とした請求項3に記載の材料の水分含有量の測
定方法 5 測定すべき材料内を通り抜けた連続的または間欠的
パルス形またはパルス列形マイクロ波信号の通過時間を
、相関手法を用いて、つまり、広帯域雑音を送出するこ
とにより、あるいはマイクロ波信号をランダムな雑音ま
たはランダムなディジタル信号で変調して、送信信号と
受信信号の相互相関関数によって通過時間を判定するこ
とによって測定することを特徴とした請求項2に記載の
材料の水分含有量の測定方法 6 マイクロ波信号が測定すべき材料を通り抜けるとき
に起こる速度変化を周波数変調によって測定することに
より、マイクロ波信号を発生し、そのマイクロ波信号の
周波数を一定の時間期間T内にその周波数範囲の下限周
波数f_1から上限周波数f_2にまたはその逆に(あ
るいはその両方に)、数学的関数に従って変化させ、そ
のマイクロ波信号を第1成分と第2成分に分割し、第1
成分を測定個所で材料内に送り込み、第1成分が材料を
通り抜けたあと、第2成分と混合し、かくして得た混合
信号から遅延に対応する中間周波数信号Δfを形成し、
測定対象の材料の水分含有量を水分含有量と中間周波数
信号Δf間の既知の相互依存関係に基づいて、前記信号
Δfから判定することを特徴とした請求項2に記載の材
料の水分含有量の測定方法 7 マイクロ波信号の周波数を下限周波数f_1から上
限周波数f_2に、次に上限周波数f_2から下限周波
数f_1に、連続的および循環的に変化させることを特
徴とした請求項6に記載の材料の水分含有量の測定方法 8 測定すべき材料を測定ギャップ内を通過させ、例え
ば、化学的または機械的木材パルプなどの木材チップ、
紙繊維、懸濁水といった材料の流れからなることを特徴
とした請求項1乃至7のいずれかに記載の材料の水分含
有量の測定方法 9 水分含有量の測定は連続測定工程として行なうこと
を特徴とした請求項1乃至8のいずれかに記載の材料の
水分含有量の測定方法 10 測定すべき材料内にマイクロ波信号を送り込む送
信装置(1)と、材料を通り抜けた信号の速度変化を測
定し、前記マイクロ波信号の速度変化と材料の水分含有
量の変化間の既知の相互依存関係に基づいて材料の水分
含有量を判定する検出装置(2)およびカウント装置(
3)とから構成されていることを特徴とした材料の水分
含有量の測定装置 11 送信装置(1)はマイクロ波周波数範囲内の周波
数をもつ信号を発生し、その信号周波数を数学的関数に
従って、一定の時間期間T内に下限周波数f_1から上
限周波数f_2に、あるいはその逆に(またはその両方
に)変化させることを目的とした発振器(4)と、信号
を発振回路内に一方向にだけ通過させることを目的とし
たアイソレータ(5)と、信号を第1成分( I )と第
2成分(II)に分割することを目的とした方向性結合器
(6)と、方向性結合器から得た第1信号成分を測定す
べき材料内に送り込むことを目的とした送信器(7)と
で構成され、検出装置(2)は測定すべき材料を通り抜
けたあと第1信号成分( I )を受信することを目的と
した受信器(8)と、第1入力ゲート(RF)と第2入
力ゲート(LO)と出力ゲート(IF)とを備え受信器
(8)から第1信号成分( I )をその第1入力ゲート
(RF)を通して受信し、前記方向性結合器(6)から
直接に第2信号成分(II)をその第2入力ゲート(LO
)を通して受信し、入力ゲート(LO)と(RF)に入
力された信号を混合し、かくして形成された信号から遅
延に対応する中間周波数信号Δfを発生し、その信号を
出力ゲート(IF)から出力することを目的としたミキ
サー(9)とで構成され、カウント装置(3)は発振器
(4)を制御し、ミキサー(9)の出力ゲート(IF)
から取り出された中間周波数信号Δfの周波数を測定し
、当該信号Δfと水分含有量間の既知の相互依存関係に
基づいて中間周波数信号から測定対象の材料の水分含有
量値を判定することを目的としていることを特徴とした
請求項10に記載の材料の水分含有量の測定装置 12 送信器(7)と受信器(8)は、測定対象の材料
の異なる側に配置されていることを特徴とした請求項1
0または11に記載の材料の水分含有量の測定装置 13 送信器(7)と受信器(8)は測定すべき材料に
対して同じ側に配置され、送信マイクロ波信号を受信器
に反射するための反射板(10)が反対側に設けられて
いることを特徴とした請求項10または11に記載の材
料の水分含有量の測定装置 14 カウント装置(3)は、マイクロ波信号の周波数
が下限周波数f_1から上限周波数f_2に、次に上限
周波数f_2から下限周波数f_1に、連続的および循
環的に変化するように発振器(4)を制御することを目
的としていることを特徴とした請求項10乃至13のい
ずれかに記載の材料の水分含有量の測定装置 15 第1電気ケーブル(11)と第2電気ケーブル(
12)と第3電気ケーブル(13)とを備えており、第
1電気ケーブル(11)を通してマイクロ波信号が方向
性結合器(6)からミキサー(9)の第2入力ゲート(
LO)に送られ、第2電気ケーブル(12)を通して信
号が方向性結合器から送信器(7)に送られ、第3電気
ケーブル(13)を通して信号が受信器(8)からミキ
サーの第1入力ゲート(RF)に送られ、第1、第2お
よび第3電気ケーブルの長さを、中間周波数信号Δfの
周波数が測定を技術的に容易にする範囲内になるような
長さにしたことを特徴とした請求項10乃至14のいず
れかに記載の材料の水分含有量の測定装置
[Claims] 1. A microwave signal is sent into a material to be measured, a change in the velocity of the signal passing through the material is measured, and a relationship between the measured change and the change in velocity of the microwave signal and the water content of the material is determined. Method 2 for measuring the moisture content of a material, characterized in that the moisture content of the material is determined based on the known interdependence of the 3. Method for measuring moisture content of a material according to claim 1, characterized in that the measurement is performed by the passage time of a microwave pulse, burst or pulse train through the material, or by the correlation of noise. 4. Method for measuring moisture content of a material according to claim 2, characterized in that the measurement is carried out in a fixed measurement gap. The passage time in the measurement gap is determined by a microwave pulse,
Method 5 for measuring moisture content of a material according to claim 3, characterized in that the time interval between transmitting and receiving the burst or pulse train is directly measured using a clock. The transit time of a continuous or intermittent pulse-shaped or pulse-train-shaped microwave signal through a The method for measuring the moisture content of a material according to claim 2, characterized in that the measurement is carried out by modulating the water content with A microwave signal is generated by measuring the velocity change that occurs as it passes through the material by frequency modulation, and the frequency of the microwave signal is changed from the lower limit frequency f_1 to the upper limit frequency f_2 of the frequency range within a fixed time period T. or vice versa (or both) according to a mathematical function, splitting the microwave signal into a first component and a second component;
introducing a component into the material at the measurement point, mixing the first component with the second component after passing through the material and forming from the thus obtained mixed signal an intermediate frequency signal Δf corresponding to the delay;
Moisture content of a material according to claim 2, characterized in that the moisture content of the material to be measured is determined from the signal Δf based on a known interdependence between the moisture content and the intermediate frequency signal Δf. Method 7 for measuring the material according to claim 6, characterized in that the frequency of the microwave signal is continuously and cyclically changed from the lower limit frequency f_1 to the upper limit frequency f_2 and then from the upper limit frequency f_2 to the lower limit frequency f_1. Method 8 for determining the moisture content of: The material to be measured is passed through the measuring gap, e.g.
Method 9 for measuring the moisture content of a material according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the method consists of a flow of materials such as paper fibers and suspended water.The method is characterized in that the measurement of the moisture content is carried out as a continuous measurement step. 10. A method for measuring the moisture content of a material according to any one of claims 1 to 8, comprising: a transmitting device (1) for sending a microwave signal into the material to be measured; and measuring a change in the velocity of the signal passing through the material. a detection device (2) and a counting device (2) for determining the moisture content of the material based on the known interdependence between the change in the velocity of said microwave signal and the change in the moisture content of the material;
3) A device 11 for measuring the moisture content of a material, characterized in that it is comprised of: The transmitting device (1) generates a signal with a frequency within the microwave frequency range, and converts the signal frequency according to a mathematical function. , an oscillator (4) whose purpose is to change from a lower limit frequency f_1 to an upper limit frequency f_2 or vice versa (or both) within a certain time period T, and an oscillator (4) for passing the signal into the oscillator circuit in only one direction. An isolator (5) whose purpose is to pass the signal, a directional coupler (6) whose purpose is to split the signal into a first component (I) and a second component (II), and from the directional coupler and a transmitter (7) whose purpose is to send the obtained first signal component into the material to be measured, and the detection device (2) transmits the first signal component (I) after passing through the material to be measured. a receiver (8) intended to receive a first signal component ( I) through its first input gate (RF) and a second signal component (II) directly from said directional coupler (6) through its second input gate (LO
), mixes the signals input to the input gates (LO) and (RF), generates an intermediate frequency signal Δf corresponding to the delay from the signal thus formed, and transfers that signal from the output gate (IF). The counting device (3) controls the oscillator (4) and the output gate (IF) of the mixer (9).
The purpose is to measure the frequency of an intermediate frequency signal Δf extracted from the intermediate frequency signal Δf and to determine from the intermediate frequency signal the moisture content value of the material to be measured based on the known interdependence between said signal Δf and the moisture content. Device 12 for measuring the moisture content of a material according to claim 10, characterized in that the transmitter (7) and the receiver (8) are arranged on different sides of the material to be measured. Claim 1
Apparatus 13 for measuring the moisture content of a material according to item 0 or 11. The transmitter (7) and the receiver (8) are arranged on the same side with respect to the material to be measured and reflect the transmitted microwave signal to the receiver. A measuring device 14 for the moisture content of a material according to claim 10 or 11, characterized in that a reflecting plate (10) is provided on the opposite side. Claim 10, characterized in that the object is to control the oscillator (4) so as to change continuously and cyclically from the lower limit frequency f_1 to the upper limit frequency f_2 and then from the upper limit frequency f_2 to the lower limit frequency f_1. Apparatus 15 for measuring the moisture content of the material according to any one of items 1 to 13. The first electric cable (11) and the second electric cable (
12) and a third electric cable (13), through which the microwave signal is transmitted from the directional coupler (6) to the second input gate (12) of the mixer (9).
LO), through a second electrical cable (12) the signal is sent from the directional coupler to the transmitter (7), and through a third electrical cable (13) the signal is sent from the receiver (8) to the first of the mixer. the length of the first, second and third electric cables being fed to the input gate (RF) such that the frequency of the intermediate frequency signal Δf is within a range that makes the measurement technically easy; The apparatus for measuring the moisture content of a material according to any one of claims 10 to 14, characterized by:
JP2005402A 1989-01-13 1990-01-12 Method and apparatus for measuring moisture content of material Expired - Lifetime JP3026223B2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

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