JPH03229141A - 糸状材料内の混入導電物質検知装置 - Google Patents
糸状材料内の混入導電物質検知装置Info
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- JPH03229141A JPH03229141A JP2025563A JP2556390A JPH03229141A JP H03229141 A JPH03229141 A JP H03229141A JP 2025563 A JP2025563 A JP 2025563A JP 2556390 A JP2556390 A JP 2556390A JP H03229141 A JPH03229141 A JP H03229141A
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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、ガラス・ファイバー等の糸状被測定材料の中
に混入した金属等の導電性物質を検知する導電性物質検
知装置となる円筒状マイクロ波空洞共振器に関する。
に混入した金属等の導電性物質を検知する導電性物質検
知装置となる円筒状マイクロ波空洞共振器に関する。
電子機器を高密度に実装するためのプリント基板は、カ
ラス・ファイバーを織って糊で固めた織布を、エポキシ
樹脂を介して複数枚（例えは、７枚）重ね合わせること
によって形成されている。
ラス・ファイバーを織って糊で固めた織布を、エポキシ
樹脂を介して複数枚（例えは、７枚）重ね合わせること
によって形成されている。
電子機器の高密度実装化技術の発展に伴って、ブノント
基板には高耐圧特性等の厳しい規格が要求されるように
なって来ている。
基板には高耐圧特性等の厳しい規格が要求されるように
なって来ている。
微小金属が混入しているガラス・ファイバーにより形成
されたプリント基板に高電圧が印加されろと、その微小
金属を介して放電が発生してしまい、耐電圧の高いプリ
ント基板が得られない。このため、高品質のプリント基
板を製造するためには、微小金属を含まないカラス・フ
ァイバーを得ることが望まれている。
されたプリント基板に高電圧が印加されろと、その微小
金属を介して放電が発生してしまい、耐電圧の高いプリ
ント基板が得られない。このため、高品質のプリント基
板を製造するためには、微小金属を含まないカラス・フ
ァイバーを得ることが望まれている。
水出願人は、既に特開昭６３１４５９５１号によって、
糸状材料の物性量を正確に測定することが出来るマイク
ロ波空洞共振器を提案じている。第３図および第４図に
示されるように、この円筒状マイクロ波空洞共振器１は
、その中心部に突起部４を有し、史にその突起部４の中
心部およびそれに相対するマイクロ波空洞共振器の壁に
は糸状材′Ｎ２を通す空間部３を設けている。
糸状材料の物性量を正確に測定することが出来るマイク
ロ波空洞共振器を提案じている。第３図および第４図に
示されるように、この円筒状マイクロ波空洞共振器１は
、その中心部に突起部４を有し、史にその突起部４の中
心部およびそれに相対するマイクロ波空洞共振器の壁に
は糸状材′Ｎ２を通す空間部３を設けている。
このマイクロ波空洞共振器を用いてガラス・ファイバー
の様な糸状材料に混入している金属を検出するためには
、先ず、空間部３に金属が混入していないガラス・ファ
イバーを通し、電圧同調発振器の電圧を掃引してアンテ
ナ５がらマイクロ波空洞共振器ｌ内に供給されるマイク
ロ波の周波数を変化させて、そのガラス・ファイバーの
共振特性を測定する。金属が混入したカラス・ファイバ
ーが空間部３に置かれると、その共振特性は金属の混入
していないカラス・ファイバーのそれに対して変化する
。これらの共振周波数のシフト量または共振ピーク電圧
の、１！疫量を測定することにより、金属の混入のみな
らずその混人徽までも正確に測定することが出来る。
の様な糸状材料に混入している金属を検出するためには
、先ず、空間部３に金属が混入していないガラス・ファ
イバーを通し、電圧同調発振器の電圧を掃引してアンテ
ナ５がらマイクロ波空洞共振器ｌ内に供給されるマイク
ロ波の周波数を変化させて、そのガラス・ファイバーの
共振特性を測定する。金属が混入したカラス・ファイバ
ーが空間部３に置かれると、その共振特性は金属の混入
していないカラス・ファイバーのそれに対して変化する
。これらの共振周波数のシフト量または共振ピーク電圧
の、１！疫量を測定することにより、金属の混入のみな
らずその混人徽までも正確に測定することが出来る。
この様に共振特性の変化により金属の混入を検出する方
法は、精度は良いが、電圧同調発振器および共振特性測
定器を必要とするため、この金属検出システムは高価な
ものとなってしまう。高密度プリント基板に使用するガ
ラス・ファイバーの場合には、混入金属の量は問題では
なく、金属が混入しているかどうかのみが問題となる。
法は、精度は良いが、電圧同調発振器および共振特性測
定器を必要とするため、この金属検出システムは高価な
ものとなってしまう。高密度プリント基板に使用するガ
ラス・ファイバーの場合には、混入金属の量は問題では
なく、金属が混入しているかどうかのみが問題となる。
さらに、カラス・ファイバーは何百本も同時に製造され
、その−本々々に混入金属の検知装置が必要となり、こ
れら検知装置の総数は膨大なものになる。従って混入金
属検知装置−台はａ価なものでなければならない。
、その−本々々に混入金属の検知装置が必要となり、こ
れら検知装置の総数は膨大なものになる。従って混入金
属検知装置−台はａ価なものでなければならない。
Ｃ問題点を解決するための手段〕
本発明は、周縁部とその周縁部の両端を覆う円板からな
る円筒状マイクロ波空洞共振器であって、少なくとも一
方の前記円板がその中心部に円柱状の突起部を有し、前
記周縁部にアンテナを備え、放電検出手段を備え、前記
突起部により形成される高電界領域を通る糸状被測定材
料のｉｌ！ｉ路を設けた糸状材料内の混入導電物質検知
装置によって、前記問題点を解決した。
る円筒状マイクロ波空洞共振器であって、少なくとも一
方の前記円板がその中心部に円柱状の突起部を有し、前
記周縁部にアンテナを備え、放電検出手段を備え、前記
突起部により形成される高電界領域を通る糸状被測定材
料のｉｌ！ｉ路を設けた糸状材料内の混入導電物質検知
装置によって、前記問題点を解決した。
前記突起部を２個相対して配置させた装置は、糸状被１
Ｐ１定材料の装置へのセットが容易であると言う効果を
有する。
Ｐ１定材料の装置へのセットが容易であると言う効果を
有する。
放電検出手段には、フォトダイオード、マイクロフォン
、ループアンテナが使用される。
、ループアンテナが使用される。
糸状被測定材料の通路が、マイクロ波空洞共振器の中心
軸から周縁部に到る縦の切り欠け部である装置は、糸状
被測定材料を当該装置にセットするのが容易である。し
かも、糸状測定材料をセットした後に切り欠け部を導電
体で覆わなくてもマイクロ波が漏れることはない。
軸から周縁部に到る縦の切り欠け部である装置は、糸状
被測定材料を当該装置にセットするのが容易である。し
かも、糸状測定材料をセットした後に切り欠け部を導電
体で覆わなくてもマイクロ波が漏れることはない。
前記通路が、マイクロ波空洞共振器の中心を含み前記周
縁部に到る中心軸に垂直な横断面である半円の切り欠け
部である事を特徴とする装置も、糸状被測定材料の当該
装置へのセットが容易であ前記通路が、前記マイクロ波
空洞共振器の中心軸を含む貫通孔である事を特徴とする
装置および前記通路が、前記マイクロ波空洞共振器の中
（９）前記通路が、前記マイクロ波空洞共振器の前記周
縁部に開口を設けた装置によっても、前記問題点を解決
することが出来る。
縁部に到る中心軸に垂直な横断面である半円の切り欠け
部である事を特徴とする装置も、糸状被測定材料の当該
装置へのセットが容易であ前記通路が、前記マイクロ波
空洞共振器の中心軸を含む貫通孔である事を特徴とする
装置および前記通路が、前記マイクロ波空洞共振器の中
（９）前記通路が、前記マイクロ波空洞共振器の前記周
縁部に開口を設けた装置によっても、前記問題点を解決
することが出来る。
本発明の金属検出装置のマイクロ波空洞共振器は、その
中心部に少なくとも１個の突起部を備えていて、その領
域の電界を増大させている。その電Ｗが最も大きい場所
に貫通孔または切り欠け部の端を設けて、被測定物であ
る糸状材料を通過させる。
中心部に少なくとも１個の突起部を備えていて、その領
域の電界を増大させている。その電Ｗが最も大きい場所
に貫通孔または切り欠け部の端を設けて、被測定物であ
る糸状材料を通過させる。
この場所に微小金属が混入した糸状材料が通過すると、
この微小金属に電界か集中し放電が発生する。この時、
音、光および電磁波が発生するので、これらをマイクロ
フォン、光検出器およびループアンテナで検出する。
この微小金属に電界か集中し放電が発生する。この時、
音、光および電磁波が発生するので、これらをマイクロ
フォン、光検出器およびループアンテナで検出する。
１ニエ胤廻
第１図ＡおよびＢにより本発明の金属検出装置の第一実
施例を説明する。
施例を説明する。
この実施例の金属検出装置は円筒（内径：５０ｍｍ、外
径ニア０ｍｍ）状のマイクロ波空洞共振器ｌにより構成
されていて、その中心部には相対する２２φの突起部４
を有している。このマイクロ波空洞共振器ｌの軸方向の
内壁間の距離は４５ｍｍで、突起部４の高さは１４ｍｍ
である。従って、両者の突起部４の間隔は１７ｍｍであ
る。
径ニア０ｍｍ）状のマイクロ波空洞共振器ｌにより構成
されていて、その中心部には相対する２２φの突起部４
を有している。このマイクロ波空洞共振器ｌの軸方向の
内壁間の距離は４５ｍｍで、突起部４の高さは１４ｍｍ
である。従って、両者の突起部４の間隔は１７ｍｍであ
る。
このマイクロ波空洞共振器ｌには、突起部４の中心から
外周に向かって幅４ｍｍの切り欠け部７が形成されてい
る。糸状材料をこの金属検出装置にセットする際には、
この切り欠け部７を介して糸状材料を容易に金属検出装
置の中心部にセットすることが出来る。この様に糸状材
量２をセットした状態での、第１図の破線に間する金属
検出装置の断面が第１図Ｂに示されている。
外周に向かって幅４ｍｍの切り欠け部７が形成されてい
る。糸状材料をこの金属検出装置にセットする際には、
この切り欠け部７を介して糸状材料を容易に金属検出装
置の中心部にセットすることが出来る。この様に糸状材
量２をセットした状態での、第１図の破線に間する金属
検出装置の断面が第１図Ｂに示されている。
第１図Ａに示されろように、マイクロ波空洞共振器１の
周縁部には、ストレートアンテナ５が、ざらに切り欠け
部７の近傍には２個のフォトダイオードが設けられてい
る。アンテナ５は、２．４５ＧＨ２，１０−のマク７ト
ロンに接続されている。フォトダイオード６は、糸状材
料２の混入微小金属が放電により発生する光を検出でき
る位置に設置する。
周縁部には、ストレートアンテナ５が、ざらに切り欠け
部７の近傍には２個のフォトダイオードが設けられてい
る。アンテナ５は、２．４５ＧＨ２，１０−のマク７ト
ロンに接続されている。フォトダイオード６は、糸状材
料２の混入微小金属が放電により発生する光を検出でき
る位置に設置する。
この金属検出装置によって糸状材料２の混入金属を検出
するためには、先ず、第１図Ａに示される電界強度が最
大の場所、つまりマイクロ波空洞共振器の中心、に糸状
を才科２をセットする。次に、アンテナ５から２．４５
Ｇ）Ｉｚ、Ｉ−のマイクロ波をマイクロ波空洞共振器内
に供給し、共振させろ。この時、糸状材ＦＩ２内に微小
金属が混入していると、音と光を伴った放電が発生する
。この放電は２箇所に設置されたフォトダイオード６に
よって検出されろ。この金属検出装置によって、グラス
ファイバに混入させた直径０．２ｍｍのステンレス球お
よびｌＯμφ、長さ５ｍｍの銅金属片が確実に検出され
た。
するためには、先ず、第１図Ａに示される電界強度が最
大の場所、つまりマイクロ波空洞共振器の中心、に糸状
を才科２をセットする。次に、アンテナ５から２．４５
Ｇ）Ｉｚ、Ｉ−のマイクロ波をマイクロ波空洞共振器内
に供給し、共振させろ。この時、糸状材ＦＩ２内に微小
金属が混入していると、音と光を伴った放電が発生する
。この放電は２箇所に設置されたフォトダイオード６に
よって検出されろ。この金属検出装置によって、グラス
ファイバに混入させた直径０．２ｍｍのステンレス球お
よびｌＯμφ、長さ５ｍｍの銅金属片が確実に検出され
た。
この第一実施例の金属検出装置においては、前記発振条
件では切り欠け部７から外部に漏れるマイクロ波は無視
てきる。従って、人体に有害なマイクロ波か漏れるのを
防ぐために切り欠け部７を導電体によって覆う必要はな
い。
件では切り欠け部７から外部に漏れるマイクロ波は無視
てきる。従って、人体に有害なマイクロ波か漏れるのを
防ぐために切り欠け部７を導電体によって覆う必要はな
い。
第二二実ＪＬ願
第２図ＡおよびＢにより本発明の金属検出装置の第二実
施例を説明する。
施例を説明する。
この実施例の金属検出装置は、切り欠け部７が横方向に
設けられている。２＠のフォトダイオード６は、切り欠
け部７の反対側の周縁部９に設けられている。
設けられている。２＠のフォトダイオード６は、切り欠
け部７の反対側の周縁部９に設けられている。
第一実施例とは異なり、この実施例においては切り欠け
部から漏れるマイクロ波は無視てきない。
部から漏れるマイクロ波は無視てきない。
従って、人体への危険を防止するために、糸状材料を所
定位置にセットした後に、切り欠け部７は導電体で覆う
必要がある。この導電体は必ずしも金属板でなくても良
く、金属箔でも外部へのマイクロ波の漏れを阻止するこ
とが出来ろ。
定位置にセットした後に、切り欠け部７は導電体で覆う
必要がある。この導電体は必ずしも金属板でなくても良
く、金属箔でも外部へのマイクロ波の漏れを阻止するこ
とが出来ろ。
第二二ＩＬ例
第３図ＡおよびＢにより本発明の金属検出装置の第三実
施例を説明する。
施例を説明する。
この実施例の金属検出装置は、その突起部４の中心軸に
径４ｍｍの糸状材料を通すための貫通孔３を有している
。
径４ｍｍの糸状材料を通すための貫通孔３を有している
。
この金属検出装置は、第−及び第二実施例の装置のよう
に切り欠け部が設けられていないので、マイクロ波か漏
れず、その外測定精度の向上が図れる。
に切り欠け部が設けられていないので、マイクロ波か漏
れず、その外測定精度の向上が図れる。
第ｍ例
第４図ＡおよびＢにより本発明の金属検出装置の第四実
施例を説明する。
施例を説明する。
この実施例の金属検出装置は、糸状材料が突起部の間で
かつ突起部の中心部を通る様に、周縁部の両端に径４ｍ
ｍの開口８を備えている。
かつ突起部の中心部を通る様に、周縁部の両端に径４ｍ
ｍの開口８を備えている。
この金属検出装置も、第三実施例と同様な効果を有して
いるが、ざらに、突起の間に望ましくない放電か発生し
易いと言う第三実施例の欠点が簾いと言う効果もある。
いるが、ざらに、突起の間に望ましくない放電か発生し
易いと言う第三実施例の欠点が簾いと言う効果もある。
以上の実施例においては、糸状材料に混入した微小金属
による放電状態は、光によって検出されている。 しか
し、光に変えてマイクロフォンにより音を拾うことによ
っても、放電状態を検出することが出来る。ざらに、ル
ープアンテナと検波器による電磁波の検出も使用可能で
ある。この際、発生する電磁波の周波数は、共振周波数
とは異なった周波数ｆ３となる。従って、ループアンテ
ナと検波器を周波ｗ１１ｆ３が検出出来るように構成し
ておくことによって、電磁波による微小金属の検出が可
能となる。
による放電状態は、光によって検出されている。 しか
し、光に変えてマイクロフォンにより音を拾うことによ
っても、放電状態を検出することが出来る。ざらに、ル
ープアンテナと検波器による電磁波の検出も使用可能で
ある。この際、発生する電磁波の周波数は、共振周波数
とは異なった周波数ｆ３となる。従って、ループアンテ
ナと検波器を周波ｗ１１ｆ３が検出出来るように構成し
ておくことによって、電磁波による微小金属の検出が可
能となる。
また、これらの実施例の金属検出装置のマイクロ波空洞
共振器は、突起部を２個有しているが、突起部を１ｆｆ
Ｍとしそれに相対する部分を平らな壁とすることもてき
る。
共振器は、突起部を２個有しているが、突起部を１ｆｆ
Ｍとしそれに相対する部分を平らな壁とすることもてき
る。
本発明の導電性物質検知装置のマイクロ波空洞共振器は
、その中心部に突起部を設けて電界強度を高めている。
、その中心部に突起部を設けて電界強度を高めている。
その高電界領域に糸状材料を通すので、従来の測定装置
に比較して糸状材料に混入した微小金属による放電が発
生し易く、微小金属の混入を鋭敏に検知することが出来
ろ。
に比較して糸状材料に混入した微小金属による放電が発
生し易く、微小金属の混入を鋭敏に検知することが出来
ろ。
本発明の装置に使用されるマイクロ波発振器は、マイク
ロ波空洞共振器内に放電を発生させろ事さえ出来れば良
いのであるので、従来の共振特性変化測定方式の場合の
様に高価な電圧同調発振器を用いろ必要は無く、家庭用
電子レンジに使用されるような紙庫なマグネトロンで充
分となる。しかも従来の測定方式の場合に必要となる高
価な共振特性測定回路も必要としない。
ロ波空洞共振器内に放電を発生させろ事さえ出来れば良
いのであるので、従来の共振特性変化測定方式の場合の
様に高価な電圧同調発振器を用いろ必要は無く、家庭用
電子レンジに使用されるような紙庫なマグネトロンで充
分となる。しかも従来の測定方式の場合に必要となる高
価な共振特性測定回路も必要としない。
マイクロ波空洞共振器の中心部に到る切り欠け部を設け
た第一および第二実施例の装置は、糸状材料を金属検知
装置にセットするのが容易である。
た第一および第二実施例の装置は、糸状材料を金属検知
装置にセットするのが容易である。
さらに縦方向に切り欠け部を設けた第一実施例の金属検
知装置の場合には、測定時に切り欠け部からリークする
マイクロ波の量が極めて少量である。
知装置の場合には、測定時に切り欠け部からリークする
マイクロ波の量が極めて少量である。
従って、糸状材料を当該装置にセットした後その切り欠
け部を導電体で被う必要がないと言う効果かある。
け部を導電体で被う必要がないと言う効果かある。
第１図Ａは、縦方向に切り欠け部を設けた本発明のマイ
クロ波空洞共振器を示し、 第１図８は、第１図Ａの切断＆ＩＡ−８に間する断面図
であり、 第２図Ａは、横方向に切り欠け部を設けた本発明のマイ
クロ波空洞共振器を示し、 第２図Ｂは、第２図Ａの切断線Ａ−８に間する断面図で
あり、 第３図Ａは、縦方向に貫通孔を設けた本発明のマイクロ
波空洞共振器を示し、 第３図Ｂは、第３図Ａの切断線Ａ−８に間する断面図で
あり、 第４図Ａは、糸状液測定材料を横方向に設けた本発明の
マイクロ波空洞共振器を示し、 第４図８は、第４図Ａの切断線Ａ−８に関する断面図で
ある。 ｌ マイクロ波空洞共据器 ２：糸状材料 貫通孔 ４：突起部 ア ンテナ６ ：フオトダイオード 切り欠け部 ８：開口 周縁部
クロ波空洞共振器を示し、 第１図８は、第１図Ａの切断＆ＩＡ−８に間する断面図
であり、 第２図Ａは、横方向に切り欠け部を設けた本発明のマイ
クロ波空洞共振器を示し、 第２図Ｂは、第２図Ａの切断線Ａ−８に間する断面図で
あり、 第３図Ａは、縦方向に貫通孔を設けた本発明のマイクロ
波空洞共振器を示し、 第３図Ｂは、第３図Ａの切断線Ａ−８に間する断面図で
あり、 第４図Ａは、糸状液測定材料を横方向に設けた本発明の
マイクロ波空洞共振器を示し、 第４図８は、第４図Ａの切断線Ａ−８に関する断面図で
ある。 ｌ マイクロ波空洞共据器 ２：糸状材料 貫通孔 ４：突起部 ア ンテナ６ ：フオトダイオード 切り欠け部 ８：開口 周縁部
Claims (9)
- （１）周縁部とその周縁部の両端を覆う円板からなる円
筒状マイクロ波空洞共振器において、少なくとも一方の
前記円板がその中心部に円柱状の突起部を有し、前記周
縁部にアンテナを備え、放電検出手段を備え、前記突起
部により形成される高電界領域を通る糸状被測定材料の
通路を設けた糸状材料内の混入導電物質検知装置。 - （２）前記突起部を２個相対して配置させたことを特徴
とする請求項（１）記載の装置。 - （３）前記放電検出手段がフォトダイオードであること
を特徴とする請求項（１）または（２）記載の装置。 - （４）前記放電検出手段がマイクロフォンであることを
特徴とする請求項（１）または（２）記載の装置。 - （５）前記放電検出手段がループアンテナであることを
特徴とする請求項（１）または（２）記載の装置。 - （６）前記通路が前記マイクロ波空洞共振器の中心軸か
ら記周縁部に到る縦の切り欠け部である事を特徴とする
前記請求項の何れかに記載の装置。 - （７）前記通路が、前記マイクロ波空洞共振器の中心を
含み前記周縁部に到る中心軸に垂直な横断面である半円
の切り欠け部である事を特徴とする請求項（１）〜（５
）の何れかに記載の装置。 - （８）前記通路が、前記マイクロ波空洞共振器の中心軸
を含む貫通孔である事を特徴とする請求項（１）〜（５
）の何れかに記載の装置。 - （９）前記通路が、前記マイクロ波空洞共振器の中心軸
に直交する直線が当たる前記マイクロ波空洞共振器の前
記周縁部に開口を設けた事を特徴とする請求項（１）〜
（５）の何れかに記載の装置。
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