JPH04198847A - 含水率の測定方法 - Google Patents
含水率の測定方法Info
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- JPH04198847A JPH04198847A JP33305890A JP33305890A JPH04198847A JP H04198847 A JPH04198847 A JP H04198847A JP 33305890 A JP33305890 A JP 33305890A JP 33305890 A JP33305890 A JP 33305890A JP H04198847 A JPH04198847 A JP H04198847A
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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
本発明は、含水率の測定方法に関する。
材木、食品等の誘電体（以下材木等と称する）の含水率
を測定する場合、現在は、材木等に探針を２本差しその
間の導電率から測定する方法、あるいは材木等の一部を
材料片として切出しその重量と、乾燥器（オーブン）の
中に一昼夜入れ十分に乾燥させた重量との比により測定
する方法等が用いられている。 □ しかし、これらの方法は、゛材木等の中心部の含水率が
測定できない、材木等に傷をつける、時間がかかる、食
品のように不定形材料では測定しにくい等の問題がある
。
を測定する場合、現在は、材木等に探針を２本差しその
間の導電率から測定する方法、あるいは材木等の一部を
材料片として切出しその重量と、乾燥器（オーブン）の
中に一昼夜入れ十分に乾燥させた重量との比により測定
する方法等が用いられている。 □ しかし、これらの方法は、゛材木等の中心部の含水率が
測定できない、材木等に傷をつける、時間がかかる、食
品のように不定形材料では測定しにくい等の問題がある
。
このように、従来の含水率測定法は、材木等の中心部の
含水率が測定できない、材木等に傷をつける、時間がか
かる、食品のように不定形材料では測定しにくい等の問
題があった。 本発明は上記問題点に鑑みなされたもので、その目的と
するところは、短時間に、安定して所望の部材の所定部
の含水率の測定が可能な含水率の測定方法を提供するこ
とにある。
含水率が測定できない、材木等に傷をつける、時間がか
かる、食品のように不定形材料では測定しにくい等の問
題があった。 本発明は上記問題点に鑑みなされたもので、その目的と
するところは、短時間に、安定して所望の部材の所定部
の含水率の測定が可能な含水率の測定方法を提供するこ
とにある。
上記目的を達成するための本発明に係る含水率測定方法
は、水を含んだ材木等をシールド系で構成された測定器
内に設置し、前記材木等に電磁波を供給して電磁波の共
振周波数を求め、この共振周波数から前記材木等の含水
率を求めることを特徴とする特
は、水を含んだ材木等をシールド系で構成された測定器
内に設置し、前記材木等に電磁波を供給して電磁波の共
振周波数を求め、この共振周波数から前記材木等の含水
率を求めることを特徴とする特
本発明の方法は、材木等の誘電率εか水の含有率によっ
て変化することを利用している。誘電体をシールド系で
構成された測定器内に設置して、材木等の内部に浸透し
、材木等を変質させない弱い電磁波を材木等に供給する
と特定の周波数で共振現象が生ずる。種々の材木等の共
振周波数と水の含有率との関係をあらかじめ求めておく
と、測定すべき材木等の共振周波数を求めれば、その材
木等の水の含水率を求めることができる。
て変化することを利用している。誘電体をシールド系で
構成された測定器内に設置して、材木等の内部に浸透し
、材木等を変質させない弱い電磁波を材木等に供給する
と特定の周波数で共振現象が生ずる。種々の材木等の共
振周波数と水の含有率との関係をあらかじめ求めておく
と、測定すべき材木等の共振周波数を求めれば、その材
木等の水の含水率を求めることができる。
以下、図面を参照しながら実施例を説明する。
図１に示す一対の平行金属平板１０．１２はコンデンサ
を構成していて、そのキャパシタンスＣは式（１）によ
り表される。 Ｃ−εＡ／ｓ ［Ｆ］ ・・・（１）こ
こで、Ａは平行金属板の面積［ｍ２］、ｓは平行金属板
間の間隔［ｍ］、εは平行金属板の誘電率である。 平行金属板の間に材木等が挾まれた場合、含水率の違い
により誘電率εが変わるので、式（１）からキャパシタ
ンスＣの違いとして求めることかできる。 一般に、図２に示すように平行金属板１０２１２の間に
材木等１４を挟むことから、平行金属板１０．１２の面
積Ａと平行金属板１０．１２間の間隔Ｓは挾まれる材木
等１４により制限され、キャパシタンスＣの値は、結果
的にあまり大きくならない。 しかも、この様な間隔が広く、解放されたコンデンサに
おいては、外部の影響を受は安く、安定した測定が困難
となる。 図３は本発明の方法に使用できる測定器を示していて、
金属枠１６に同軸栓１８が接続され、同軸栓１８の外部
導体は金属枠１６に接続されると共に、同軸栓１８の内
部導体は導線２０により金属枠１６内の金属板２２に接
続された構造となっている。このため、金属枠１６と内
部金属板２２との間が、外部から遮蔽されたコンデンサ
を構成している。従って、このコンデンサによりキャパ
シタンスＣが定まり、しかも外部の影響を防止できる。 金属枠１６と内部金属板２２との間に木材等１４を挿入
すると、その木材等１４の誘電率εによりキャパシタン
スＣの値か変化する。 当然、挿入する木材等１４の含水率が変われば、誘電率
εが変わるため、キャパシタンスＣの値もそれに応じて
変わってくる。更に、同軸栓１８と金属板２２とを結ぶ
導線２０は、インダクタンスＬとなるので、同軸栓１８
から見たこの測定器の電気的等価回路は、図４のように
なる。即ち、インダクタンスＬとキャパシタンスＣが直
列に接続された構成である。 この等価回路は以下の式（２）の関係を満たすとき直列
共振回路として機能する。 １／２ ｆ ｒ＝１／ ｆ２π（ＬＣ） ） ［Ｈｚ
］・・・（２） ここマ、ｆｒは共徴馬被＊ ［Ｈｚ］ 、Ｌは同軸栓１
８と内部金属板２２とを結ぶ導線のインダクタンス［）
ＩＦ 、Ｃは金属枠１６と内部金属板２２とで決まるキ
ャパシタンス［Ｆコである。 即ち、式（２）を満たす周波数の電磁波を供給するとき
、この回路は最もインピーダンスが小さくなり、オーム
の法則から最大の電流か流れることとなる。 しかも、測定器の構造か決まった場合、式（２）のイン
ダクタンスＬの値は一定で、キャパシタンスＣの値は式
（１）から分かるように原理的に平行金属板の挟まれた
材木等の誘電率εの違いて決まることから、共振周波数
は、誘電率εの違いで決まることとなる。即ち、材木等
に含まれる水分により誘電率が決まるから、材木等の水
分により共振周波数ｆｒが変わることとなる。 しかし、図３に示すように、金属板２２の面積は大きく
なく、金属枠１６と金属板２２との間隙が広いことから
、キャパシタンスＣの値は小さく、またインダクタンス
Ｌの値も導線２０のみとすると、かなり小さな値になる
。 以上のことから、共振周波数ｆｒの値は式（２）からか
なり高い周波数となる。高い周波数の場合、測定器も特
殊で、高価になると共に、表皮効果により材木等の内部
に電磁波か入り難くなる虜がある場合もある。 このような場合には、式（２）からインダタンスしかキ
ャパシタンスＣを大きくすると、共振周波数を低くでき
る。例えば、Ｌを大きくする場合には、式（３）及び図
４から、回路に直列にインダクタンス（コイル）を挿入
するか、図３の導線２０をコイル状にすれば良い。例と
して図５にコイル２４を付加した実施例を示す。図５に
おいて、その他の構成は図３の実施例と同じであるので
、同一箇所には同一符号を付してその詳細な説明は省略
する。 図６は測定システムの一例を示している。この測定シス
テムは、本発明の図３または図５に示された測定器２６
、ネットワーク・アナライザ２８、及びパソコン３０を
用いて構成されている。この測定システムで測定された
一例として、含水率の違いにより共振点（共振周波数ｆ
ｌ、ｆ２）が違ってくる状態を図７に示す。この測定結
果から得られた共振周波数と含水率の関係の一例は図８
のようになる。即ち、図８から明らかなように、含水率
が増加すると共振周波数が低くなる。このグラフを基準
にして、未知の含水率を有する材木等の共振周波数を測
定すると、その材木等の含水率を求めることかできる。 なお、ここで含水率とは以下の式により定義される。 含水率（％）−［（乾燥前の重量（ｇ）−全乾燥時の重
量（ｇ））／（前乾燥時の重１ （ｇ））］×１００ 以上から、本発明は、シールド系で構成された測定器の
内部に材木等を挿入し、共振周波数を測定することによ
り、含水率を短時間に安定して求めることができる。 従来の導電率法は簡易に測定できるが、測定部が表層部
に限定され、不均一な厚い材木等の測定においては誤差
を生ずるし、従来の重量比による方法は時間がかかり過
ぎ、切り出した場所による変化があること等の問題があ
るが、本発明はこの様な問題を一挙に解決できる。 なお、本発明は上記実施例に限定されない。種々変形し
て実施できる。例えば、本発明の測定装置を乾燥器等の
中に組み込んでも測定可能である。 このようにすると、乾燥不足や、乾燥させ過ぎ等を防ぐ
ことかでき、結果的に省エネルギーにも効果かある。
を構成していて、そのキャパシタンスＣは式（１）によ
り表される。 Ｃ−εＡ／ｓ ［Ｆ］ ・・・（１）こ
こで、Ａは平行金属板の面積［ｍ２］、ｓは平行金属板
間の間隔［ｍ］、εは平行金属板の誘電率である。 平行金属板の間に材木等が挾まれた場合、含水率の違い
により誘電率εが変わるので、式（１）からキャパシタ
ンスＣの違いとして求めることかできる。 一般に、図２に示すように平行金属板１０２１２の間に
材木等１４を挟むことから、平行金属板１０．１２の面
積Ａと平行金属板１０．１２間の間隔Ｓは挾まれる材木
等１４により制限され、キャパシタンスＣの値は、結果
的にあまり大きくならない。 しかも、この様な間隔が広く、解放されたコンデンサに
おいては、外部の影響を受は安く、安定した測定が困難
となる。 図３は本発明の方法に使用できる測定器を示していて、
金属枠１６に同軸栓１８が接続され、同軸栓１８の外部
導体は金属枠１６に接続されると共に、同軸栓１８の内
部導体は導線２０により金属枠１６内の金属板２２に接
続された構造となっている。このため、金属枠１６と内
部金属板２２との間が、外部から遮蔽されたコンデンサ
を構成している。従って、このコンデンサによりキャパ
シタンスＣが定まり、しかも外部の影響を防止できる。 金属枠１６と内部金属板２２との間に木材等１４を挿入
すると、その木材等１４の誘電率εによりキャパシタン
スＣの値か変化する。 当然、挿入する木材等１４の含水率が変われば、誘電率
εが変わるため、キャパシタンスＣの値もそれに応じて
変わってくる。更に、同軸栓１８と金属板２２とを結ぶ
導線２０は、インダクタンスＬとなるので、同軸栓１８
から見たこの測定器の電気的等価回路は、図４のように
なる。即ち、インダクタンスＬとキャパシタンスＣが直
列に接続された構成である。 この等価回路は以下の式（２）の関係を満たすとき直列
共振回路として機能する。 １／２ ｆ ｒ＝１／ ｆ２π（ＬＣ） ） ［Ｈｚ
］・・・（２） ここマ、ｆｒは共徴馬被＊ ［Ｈｚ］ 、Ｌは同軸栓１
８と内部金属板２２とを結ぶ導線のインダクタンス［）
ＩＦ 、Ｃは金属枠１６と内部金属板２２とで決まるキ
ャパシタンス［Ｆコである。 即ち、式（２）を満たす周波数の電磁波を供給するとき
、この回路は最もインピーダンスが小さくなり、オーム
の法則から最大の電流か流れることとなる。 しかも、測定器の構造か決まった場合、式（２）のイン
ダクタンスＬの値は一定で、キャパシタンスＣの値は式
（１）から分かるように原理的に平行金属板の挟まれた
材木等の誘電率εの違いて決まることから、共振周波数
は、誘電率εの違いで決まることとなる。即ち、材木等
に含まれる水分により誘電率が決まるから、材木等の水
分により共振周波数ｆｒが変わることとなる。 しかし、図３に示すように、金属板２２の面積は大きく
なく、金属枠１６と金属板２２との間隙が広いことから
、キャパシタンスＣの値は小さく、またインダクタンス
Ｌの値も導線２０のみとすると、かなり小さな値になる
。 以上のことから、共振周波数ｆｒの値は式（２）からか
なり高い周波数となる。高い周波数の場合、測定器も特
殊で、高価になると共に、表皮効果により材木等の内部
に電磁波か入り難くなる虜がある場合もある。 このような場合には、式（２）からインダタンスしかキ
ャパシタンスＣを大きくすると、共振周波数を低くでき
る。例えば、Ｌを大きくする場合には、式（３）及び図
４から、回路に直列にインダクタンス（コイル）を挿入
するか、図３の導線２０をコイル状にすれば良い。例と
して図５にコイル２４を付加した実施例を示す。図５に
おいて、その他の構成は図３の実施例と同じであるので
、同一箇所には同一符号を付してその詳細な説明は省略
する。 図６は測定システムの一例を示している。この測定シス
テムは、本発明の図３または図５に示された測定器２６
、ネットワーク・アナライザ２８、及びパソコン３０を
用いて構成されている。この測定システムで測定された
一例として、含水率の違いにより共振点（共振周波数ｆ
ｌ、ｆ２）が違ってくる状態を図７に示す。この測定結
果から得られた共振周波数と含水率の関係の一例は図８
のようになる。即ち、図８から明らかなように、含水率
が増加すると共振周波数が低くなる。このグラフを基準
にして、未知の含水率を有する材木等の共振周波数を測
定すると、その材木等の含水率を求めることかできる。 なお、ここで含水率とは以下の式により定義される。 含水率（％）−［（乾燥前の重量（ｇ）−全乾燥時の重
量（ｇ））／（前乾燥時の重１ （ｇ））］×１００ 以上から、本発明は、シールド系で構成された測定器の
内部に材木等を挿入し、共振周波数を測定することによ
り、含水率を短時間に安定して求めることができる。 従来の導電率法は簡易に測定できるが、測定部が表層部
に限定され、不均一な厚い材木等の測定においては誤差
を生ずるし、従来の重量比による方法は時間がかかり過
ぎ、切り出した場所による変化があること等の問題があ
るが、本発明はこの様な問題を一挙に解決できる。 なお、本発明は上記実施例に限定されない。種々変形し
て実施できる。例えば、本発明の測定装置を乾燥器等の
中に組み込んでも測定可能である。 このようにすると、乾燥不足や、乾燥させ過ぎ等を防ぐ
ことかでき、結果的に省エネルギーにも効果かある。
本発明の方法によれば、共振周波数を点周波数として測
定できるので、測定精度が向上すると共に、測定の自動
化が可能であり、かつ短時間に測定できる。
定できるので、測定精度が向上すると共に、測定の自動
化が可能であり、かつ短時間に測定できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
平行金属平板コンデンサの概念図。
【図２】
平行金属平板コンデンサに材木等を挟ませた図。
【図３】
本発明の第１実施例に係る測定器の部分断面図。
【図４】
本発明の第１実施例に係る測定器の等価回路図。
【図５】
本発明の第２実施例に係る測定器の部分断面図であり、
共振周波数を低くするためにコイルを装荷した図。
共振周波数を低くするためにコイルを装荷した図。
【図６】
本発明の測定方法を実行するための測定システムのブロ
ック図。
ック図。
【図７】
含水率の違いによる共振周波数の変化を示す図。
【図８】
本発明の測定器を用いた測定結果から得られた共振周波
数と含水率との関係を示すグラフ。
数と含水率との関係を示すグラフ。
１．０．１２・・・平行金属平板、１４・・材木等、１
６・・・金属枠、１８・・・同軸栓、２０・・・導線、
２２・・・金属板、２４・・・コイル、２６・・・本発
明の測定器、２８・・・ネットワーク・アナライザ、３
０・・・パソコン 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦
６・・・金属枠、１８・・・同軸栓、２０・・・導線、
２２・・・金属板、２４・・・コイル、２６・・・本発
明の測定器、２８・・・ネットワーク・アナライザ、３
０・・・パソコン 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦
【図１】
【図２】
【図３】
１４材；Ｆ−耳
【図４】
【図６】
【図７】
Claims (1)
- 【請求項１】水を含んだ誘電体をシールド系で構成され
た測定器内に設置し、前記誘電体に電磁波を供給して電
磁波の共振周波数を求め、この共振周波数から前記誘電
体の含水率を求めることを特徴とする含水率の測定方法
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2333058A JPH07119726B2 (ja) | 1990-11-29 | 1990-11-29 | 含水率の測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2333058A JPH07119726B2 (ja) | 1990-11-29 | 1990-11-29 | 含水率の測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04198847A true JPH04198847A (ja) | 1992-07-20 |
| JPH07119726B2 JPH07119726B2 (ja) | 1995-12-20 |
Family
ID=18261799
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2333058A Expired - Lifetime JPH07119726B2 (ja) | 1990-11-29 | 1990-11-29 | 含水率の測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07119726B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07190981A (ja) * | 1993-12-27 | 1995-07-28 | Kagoshima Pref Gov | 木材含水率測定装置 |
| WO1996032634A1 (fr) * | 1995-04-13 | 1996-10-17 | Sumitomo Forestry Co., Ltd. | Capteur d'humidite pour produits en bois et dispositif automatique de mesure de la teneur en humidite |
| JP2003207474A (ja) * | 2002-01-16 | 2003-07-25 | Marutenboshi Kogyo Kk | 静電容量型水分計 |
| JP2006153781A (ja) * | 2004-11-30 | 2006-06-15 | Kett Electric Laboratory | コンクリート、モルタル、木材等の水分測定装置 |
| JP2007192571A (ja) * | 2006-01-17 | 2007-08-02 | Kett Electric Laboratory | 打設中のコンクリートの欠陥検出・充填度合い測定装置及び該欠陥検出・充填度合い測定方法 |
| JP2017191099A (ja) * | 2016-04-07 | 2017-10-19 | 国立大学法人東京農工大学 | 食品検査装置及び食品検査方法 |
| CN112683965A (zh) * | 2020-12-03 | 2021-04-20 | 华北电力大学 | 一种复合材料介电常数计算方法及系统 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104977329A (zh) * | 2015-06-10 | 2015-10-14 | 常州大学 | 一种电容式测量土壤体积含水量的方法 |
| CN104977330A (zh) * | 2015-06-24 | 2015-10-14 | 常州大学 | 一种基于单片机的土壤体积含水量的测量方法 |
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| JPS62261054A (ja) * | 1986-05-07 | 1987-11-13 | Masao Yanami | 土砂，生コンクリ−ト等に含まれる水分の測定装置 |
| JPH01244343A (ja) * | 1988-03-25 | 1989-09-28 | Iwatsu Electric Co Ltd | 広帯域測定用セル |
| JPH0255944A (ja) * | 1988-08-22 | 1990-02-26 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 含水率計測装置 |
-
1990
- 1990-11-29 JP JP2333058A patent/JPH07119726B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| CN112683965A (zh) * | 2020-12-03 | 2021-04-20 | 华北电力大学 | 一种复合材料介电常数计算方法及系统 |
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| Publication number | Publication date |
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| JPH07119726B2 (ja) | 1995-12-20 |
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