JPH04507292A - マイクロ波移相と質量／面積とによる水分含有量 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、透過したマイクロ波信号の移相と減衰から試料の水分含有量の検出に 関するものである。

背景技術 水分含有量の測定は多くの工業生産過程において重要である。生産過程の途中で 抽出された試料のオーブン乾燥を基礎とする、在来の水分含有量測定方法は品質 管理の目的に対しては迅速でないことが屡々であり且つ解析された僅少な試料が 全体の流れの代表であるとしている。したがって、生産過程の途中での連続的解 析を提供するオンライン解析技術に対する要求がある。

１つの重要な例はコンベヤベルト上で運ばれる石炭中の水分含有量のオンライン 測定である。近年、コークス用及びスチーム用石炭の水分含有量を測定し、制御 することへの関心が増している。これらの石炭中の水分は増加してきているが、 その原因は主として最近の採鉱法の結果として選鉱プラントにおいて細かい石炭 の割合が増していることと経済的理由から細かい石炭の復活が強調されているこ とにある。低水分石炭は運搬費が安く、石炭使用に際してエネルギが節約され、 取扱いを容易にする。

石炭中の水分含有量のオンライン検出に多くの技術が考察された。その中には電 気容量測定、マイクロ波透過、高速中性子及びガンマ線透過、赤外線反射及び核 磁気共鳴がある。

マイクロ波技術による含有水分の測定値は大部分が乾燥している物質の誘電率と 比べた水の誘電率の高い値の実数部または虚数部に基づいている。複素誘電率（ ε−ε′−ｊε″）は物質の誘電率（ε′）と損率（ε′）の関数であり、そし て石炭に対しては水分含有量だけではなく、かさ密度、含有天分及び石炭のラン クのような池の性質によって影響される。最も頻繁に使用されるパラメータはマ イクロ波の透過ビームの減衰即ちエネルギ損失の２〜１．０ＧＨｚの周波数範囲 における測定値であり、そして石炭中の水分のベルト上の測定に対しては、かさ 密度及び／または石炭層の厚さの測定もまた要求される。

マイクロ波減衰の測定は一連の物質の水分含有量の検出に広く利用されてきた。

しかしながら、減衰の１１１１定は試料の厚さとマイクロ波源に対する試料位置 に大きく依存しており、それ故にこの技術のオンライン測定への応用は規準に一 致する物質の一定の厚さの層を呈示することに依存している。このことはコンベ ヤベルトで運ばれる物質の上表面を平にする平滑化プラウまたは循環型平滑化コ ンベヤのような機器を使って行われた。これらの技術の欠点はこの型の機器の接 触が物質の流れを阻害することである。もう１つの技術は試料の抽出が注意深く 制御された副次ラインで測定を行うことであるが、しかし、これはよりコストが 高く、解析の頻度か試ｔ４抽出の速さで決定されてしまう。

水分含有量の検出精度を改良するために減衰値測定技術を改変する多数の試みが なされた。これらにはアンテナにおける反射波の干渉を小さくするためのマイク ロ波装置の改良設計、装備品のドリフトの問題を克服するための参照信号の使用 及び信号方向を改良するためのレンズ補正アンテナの使用があった。しかし、減 衰の測定値における支配的な誤差は試料と空気の境界面で反射してくる信号によ る透過信号の振幅変調からくるものである。このような振幅変調からくる誤差を 低減するために提案された１つの方法は、０．５〜１オクタ一ブ周波数帯におけ る減衰を５０〜１００個の周波数で測定して、その平均値を水分含有量と関連づ けることである。この技術は試料の厚さと位置の変動の減衰測定値に対する影響 を低減すると報告されている。

水分の検出のためにマイクロ波移相の測定もまた研究されてきた。この技術によ る水分のオンライン測定においては、測定された移相値または減衰値はガンマ線 透過の測定から決められた単位面積当たりの試料質量に規格化される。

移相と減衰とを組み合わせた測定値は試料密度の変動に依存しない水分値を決定 するということも提案された。この技術においては水分含有量は２つの測定周波 数における減衰値の差から決定され、そして移相の測定値は密度変動を補償する 。しかしながら、オンライン測定に対しては一定厚さの試料かまたは試料の厚さ の測定値が必要とされる。

発明の開示 本発明の目的は、上述の課題の幾つかを改良するコンベヤベルト上の厚さが変動 する試料の水分含有量を検出する方法と装置とを提供することにある。

したがって、第１の態様において、本発明はコンベヤベルト上の厚さが変動する 試料の水分含有量を検出するだめの装置であって、該装置は、マイクロ波信号を 前記試料中の伝播特性の周波数に依存する周期的変動を補償するために選択され た複数個の異なる周波数で逐次発生する手段と；前記コンベヤベルトの下に位置 し、試料にマイクロ波信号を送信する第１のアンテナと；前記ベルトの上に配置 され、試料を透過したマイクロ波信号を受信する第２のアンテナと：前記具なる 周波数各々の透過信号に関してのそれぞれの受信信号の移相の＋１１１定値を提 供する手段と；試料の単位面積当たりの質量の測定値を提供する手段と：及び前 記移相と単位面積当たりの質量とから試料の水分含有量の測定値をつくり出す手 段とを備えている。

第２の態様において、本発明はコンベヤベルト上の厚さが変動する試料の水分含 有量を検出する方法であって、該方法は、マイクロ波信号を前記試料中の伝播特 性の周波数に依存する周期的変動を補償するために選択された複数個の異なる周 波数で逐次試料中に送信する工程と：前記具なる周波数各々の透過信号に関して のそれぞれの受信信号の移相を検出する手段と；及び前記移相と単位面積当たり の質量とから試料の水分含有量を決定する手段とを備えている。

好ましくは送信周波数の範囲は２〜４ＧＨｚの範囲である。また、好ましくは異 なる周波数の数は１０より大である。

アンテナは何か適当な種類のものでよく、例えばホーンまたは誘電体棒でよい。

ホーンアンテナの場合、ホーンはインピーダンス整合物質で充填される。この場 合は、また、ホーンは好ましくは試料からマイクロ波信号の波長より短い距離の 所に設置される。

異なる複数個の周波数は好ましくは１つの範囲を包含し、その範囲は実質的に前 記試料中の伝播特性の周波数に依存する周期的変動の１周期を包含するものであ る。なお好ましくは、異なる周波数はその範囲内で間隔が等しくそして伝播特性 は平均された代表値で表される。

物質の単位面積当たりの質量の変動は、移相と減衰とを組み合わせた測定か、ま たは移相と組み合わせて単位面積当たりの質量の個別の検出をすることで、補償 される。もし解析される物質の密度がほぼ一定であれば何か適当な技術、例えば 超音波による距離測定、によって決定される厚さの測定値は単位面積当たりの質 量の測定値に代用できる。水分含有量のオンライン検出のための好ましい技術は マイクロ波移相と試料の単位面積当たりの質量の測定値を利用する。

誘電性媒質中の電磁波（ＥＭ）の伝播はマックスウェルの方程式で記述され、複 素振幅は Ｅ　（１）−Ｅ。ｅｘｐ　（−７１）　、　（１）で表され、ここでｌは誘電性 媒質中の振幅がＥ。・である参照点からＥＭ波が伝わる距離、そしてγは γ−α＋ｊβ　（２） で与えられる波の伝播定数であり、ここでαとβはそれぞれ減衰定数と位相定数 である。自由空間中の非磁性誘電性媒質に対してはαとβはて与えられ、ここて ε。は自由空間の誘電率、λ。は自由空間中の波長、ε′は媒質の誘電率、そし てε′は媒質の損率である。

減衰定数αはＥＭ波の減衰率（ネーバー／メートル）を表し、そして位参目定数 βはＥＭ波の移相（ラジアン／メートル）を表す。

式（３）及び（４ンから、誘電体中でのＥＭ波の減衰と移相とは媒質の複素誘電 率の関数 ε　−ε′−ｊε　（５） である。

多成分誘電性媒質に対して複素誘電率はと近似され、ここでｖ、とε１ノはそれ ぞれ体積素片と１番目の成分の複素誘電率である。

１つの平面ＥＭ波が誘電体の境界面に入射すると、図１に示すように１部分は反 射され、他は透過する。空気中にある非磁性誘電体に対して反射係数Ｒと透過係 数Ｔは で与えられ、ここでＥ。、Ｅ、ｌ及びＥＴはそれぞれ入射、反射及び透過電界ベ クトルである。

測定された透過係数は と表され、ここでＡはｄＢで表す測定された減衰率、モしてθは度で表す測定さ れた移相である。試料による実際の移相φはこの測定では決定されないが、φ陶 ｎ、３６０＋θ　（１ｏ） で与えられ、ここでｎは整数である。

１つのＥＭ波が誘電体厚板に入射すると（図１）、試料と空気の境界面での反射 は誘電体厚板内に多重反射を引き起こす。したがって、測定される透過ＥＭ波と 反射ＥＭ波は、垂直入射の場合、 ムシでＴ、とＲＩは多重反射に起因する透過ＥＭ波と反射ＥＭ波の成分である。

損失のある誘電体厚板に対しては、ａ、＜＜ａ、。、及びｂ＋＜＜ｂ１＋＋で、 ＴとＲは最初の２乃至３項の成分信号の和で近似される。、Ｔの測定された移相 値と振幅への誘電体の厚さの変動の影響は図２．３に夫々示されている。移相値 と振幅の両方とも誘電体中のＥＭ彼路長における有効λ／４の変化に対応して周 期的に大きさが変動する。反射信号Ｒの移相値と振幅もまた同様に変動すること か見出されている。即ち、伝播特性は周波数に依存した周期的変動を示す。損失 のある誘電体に対しては、透過信号または反射信号の移相値と振幅における変動 の大きさは試料の厚さが増すと減少する。

本発明の好ましい態様にしたがうとマイクロ波信号は、適当な送信及び受信アン テナを使用して試料を通るように送られ二試料に起因する減衰と移相が測定され る。減衰値と移を９値は、通常試料と空気とて決まる値の差がら算出される。式 （３）及び（４）から信号の移相値と減衰値は、式（６）で与えられる、試ｔ４ の有効複素誘電率ε１の関数であることが分かる。マイクロ波周波数における水 の誘電率と損率は大抵の他の通常の物質のそれらに比較して大であり、それ故に 、移相値と減衰値は試料の水分含有量の強力な関数である。

マイクロ波透過による試料の水分含有量の測定において、移相値は主として物質 の有効誘電率によって決まり、それ故に減衰値に大きく影響を及ぼす有効損率の 変動（塩含釘量または成分組成のような物質の性質における変動によって惹起さ れる）には依存しないことが分かっている。１つの形態において、本発明は移相 または減衰のｎ１定に間して試料と空気との境界面で反射される信号による透過 信号の変調が原因となる重大な誤差を除去しようと努めている。このことは試料 密度または厚さに変動があると、試料中の透過及び反射信号の有効路長、したが って透過信号の振幅変調の度合い、を変動させる効果を持つので、多くのオンラ イン測定の応用に特に意義のあることである。

試料と空気の境界面の各点て反射されるマイクロ波信号の成分は、試料と空気の 屈折率の差と入射角とによって決められ、そして不導体で非磁性体の物質に対し ては比誘電率の差によって効果的に決められる。本発明によれば測定精度の改良 は試料中てのマイクロ波信号の２次反射を最小にするためにマイクロ波送信アン テナと試料との間に整合誘電体媒質を使用していることにある。もしホーンアン テナが送信器として使用されると、このことはホーンを試料と同じ位の誘電率の 誘電体で詰め、そしてホーンをホーンと試料間の距離がマイクロ波信号の波長よ り十分に短いように置くことによって達成される。試料の有効誘電率は試料の密 度と水分含有量に比例して変化するので、完全な誘電率の整合は不可能であるが 、しかし、測定精度における有意義な改良を得るには試料の平均的な有効誘電率 に誘電体を整合すれば十分である。

移相値と減衰値は周波数の１つの範囲における測定から決められ、そして周波数 範囲と測定の数は透過信号と反射信号との干渉に起因する測定誤差をさらに小さ くするように選択される。これらの信号の干渉における周期性は信号間のλ／４ 路長差に対応し、そしてこれが起きるための試料の厚さまたは密度の変化の範囲 は９ノ定周波数と試料の有効誘電率によって決定される。同じ周期性が厚さ一定 の試料において測定周波数の等鉦変動量△ｆに対して得られる。周波数範囲△ｆ （またはｎ△ｆ１ここてｎは整数）に亘る移相または減衰からの水分含有量の決 定は試料の厚さまたは密度の変動によって単一周波数での測定よりも影響を受け ず、そして水分のより正確な測定が可能である。

例えば、図２において移相値の変動は誘電体中の路長において２（λ／４）の間 隔で繰り返されている。これが起きるための誘電体の等価の厚さは誘電体の有効 誘電率（式（６））とマイクロ波周波数（ｆ）によって決められ、そしてによっ て与えられ、ここでＣは光の速度である。厚さ一定の誘電体に対して測定された 移相値において、周波数がｆ、からｆ２、（Δｆ＝ｆｚ−ｆ＋）、に変化すると き、誘電体路長が（ｎλ１）から（ｎλ２＋λ２／２）に変わり、同し周期性が 生起する（ここでｎ＝１．　２．　３．　・・・）。しかし、この場合には図４ に示されるように振幅の変動は１サイクル起きるだけである。透過信号の振幅は 、図４に示されるように、同じ態様で生起する。

移相値または減衰値の測定における誤差はｆ、からｆ２までの周波数範囲内での 多重測定値の甲均から得る何れかのパラメータを決めることによって著しく低減 することができる。ｆ、とｆ２の間で１０またはそれ以上の個数の周波数で測定 がなされることが好ましい。しかしながら、低い測定精度でよいならば、より少 ない回数の測定でよい。周波数はより広い範囲ｎΔｆ　（ここでｎ−１，２，３ ゜・・・）に亘って変化するが、しかし、このことは測定精度をさらに改良しな いし、より広いバンド幅のマイクロ波発振器を必要とする不利益を有する。

図面の簡単な説明 いくつかの実施例を、単に例としてだけであるが、次の添付図面を参照して記述 する。

図１は空気中の誘電体媒質にマイクロ波信号を送信して生起する透過及び反射Ｅ Ｍ波を示す概略図である。

図２は損失のある誘電体中を伝播する信号の移相の大きさの変動を、誘電体中の 路長の関数として示す概略図である；図３は損失のある誘電体中を伝播する信号 の振幅の大きさの変動を、誘電体中の路長の関数として示す概略図である；図４ は一定の厚さの損失のある誘電体中を伝播する信号の移相と振幅の大きさの変動 を、周波数の関数として示す概略図である：そして図５は本発明によって、送信 されたマイクロ波信号の移相と減衰とから試料の水分含有量の検出をする装置の 概略図である。

本発明を実施するための態様 図５を参照すると、本発明による装置はマイクロ波源としてイツトリウム−鉄− ガーネット（Ｙ　Ｉ　Ｇ）発振器を肯している。この発振器は約３０ｍＷの出力 レベルで周波数範囲２〜４ＧＨｚに亘って同調可能である。この発振器の出力は 切換可能なピンダイオード減衰器によってほぼｉ、　ｋ、　Ｈｚの周波数で振幅 変調され、そして低域通過フィルタ（通過帯域０〜４ＧＨｚ）で濾波されて発振 器でつくられた不要な高調波の出力レヘルを低減する。出力分割器を通過した後 、マイクロ波信号は、サーキュレータを介して、送信器の直上にあるコンベヤベ ルト上に置かれた試料中に送信するため、ホーンアンテナに結合される。受信器 は送信器の透過信号 Ｆｉｇ、　１ 透過信号の移相（−） 上方３００〜５００ｍｍに設置されたホーンアンテナである。送信器ホーンと試 料の誘電体整合はホーンを、略１，５の誘電率と３ＧＨｚて誘電損失が殆どない パラフィンワックスで充填することによって得れれる。

入射と透過信号との相対的出力レベルと位相差はベクトル電圧計として実質的に は公知の方式で機能する８ボ一ト接合器を使用して決められる。送信ホーンで反 射された出力はダイオード検出器（図示せず）を用いたサーキュレータのリター ンポートて監視される。ダイオード検出器の出力電圧は、各々が３０〜１０００ の調節可能出力利得を持つ、交流結合計測増幅器（図示せず）に供給され、そし て電圧がＩ　ＢＭ−ＰＣコンピュータのインタフェースのデータロガ−（図示せ ず）で測定される。

送信器と試料との誘電体整合の効果はパースペックス試料に対する予備測定から 分かっている。パースペックスか使われる理由は、それが低い比誘電率と損率、 それぞれが３ＧＨｚにおいて２，２５と０．０２で、その値に対しては測定精度 の予期された改善が測定技術の検出限度以内にあり、そして厚さが正確に測定で きるからである。測定が厚さ６〜６６ｍｍの試料に対して、６ｍｍ間隔で、図５ の装置を用いて送信器の誘電体整合をした場合としない場合でなされた。最小２ 乗法回帰曲線を使用すると減衰と移相の測定値は試料の厚さと直線的に関連して おり、そしてこれらの相関関係から得られる乙ｍ、ｓ、誤差は下記の表１に示さ れている。表１の乙　ｍ、ｓ、誤差は全体の測定誤差を表し、そしてこの１つの 成分は透過信号と反射信号の干渉に起因する。移相に対しては測定誤差において 誘電体を充填した送信器を使う多重周波数測定の場合、空気での単一周波数の場 合に比較して略３．６倍の改良がある。したがって減衰に対して、測定誤差は約 ３，１倍の因子だけ低減される。

表１ 図１のゲージを使用した測定値からの厚さと移相及び減衰との相関関係に対する ｒｌｍ、ｓ、誤差 平均％相対誤差−（ｒ、　ｍ、ｓ、誤差／平均移相×１００％）石炭中の水分含 有量の検出に対する移相及び減衰測定技術を比較するために、図５の装置を使用 ｊ、て（ＮＳＷ石炭洗鉱場からの）一連の全処理済石炭で測定がなされた。これ らの測定に使用された石炭試料の詳細が表２に示されて（喝。

表２ 原型マイクロ波水分測定ゲージによる実験室内測定値を使用した石炭試料の灰分 と粒子サイズ分布。

”Ｆ　破砕された全処理済石炭。Ｂ、ブレンド。

全てはプロークン　ヒル　プロプリエイタリ　リミテ・ソド（ＢＨＰ）洗鉱場か らのＡ級高度揮発性及び中度揮発性瀝青（Ａ　Ｓ　７Ｍランク）石炭である。

Ｂｌ：　ＢＨＰニューキャッスル　コーク　オーブンに供給して使用されるＦ１ 〜Ｆ４の混合。

十　空気乾燥規準で決められた灰分。

水分含有量の分かった試料が、表２中の石炭の各々の試料＝３０ｋｇをよく乾か しく空気オーブン中１０５℃で）、そして徐々に十分の水を加えて水分含有量を ０〜１５ｗｔ％範囲内の分かった値にして用意された。水分を加える各段階にお いて、試料は完全に均一になるまで混合され、そして含有水分決定のために反復 実験用準試料が取り出された。オーブン乾燥による水分決定の精度は含有水分の 略±０．１％であった。試料は解析のために木製の試料コンテナ（大きさ＝３２ ０Ｘ３６０Ｘ２５０ｍｍ）の中に略５０，１００，１５０．２００及び２５０ｍ ｍの深さに詰め込まれた。標準的な測定配置では、試料コンテナが誘電体を充填 した送信ホーンの直上の中心に置かれた。測定路における各試料の単位面積当た りの質量（Ｗ）は試料重量と試料のコンテナの大きさとから計算された。各々の 試料の高さと水分含有量における移を目と減衰とが８ボ一ト接合器の出力端子に おける出力の１００個の測定値の平均から計算された。試料のみよる移相と減衰 の値を得るために試料を入れてないコンテナの移相と減衰の値がこれらの測定値 から差し引かれた。減衰値は Ａ−１０１０ｇ＋ｏ、（Ｐ、／　（Ｐ＋　Ｐ、））　（１１）の形の式を使って 測定された入射（Ｐ＋）、反射（Ｐ、）及び透過（Ｐ、）の値から計算された。

移を９値（φ）と減衰値（Ａ）は２，８〜３．３ＧＨｚの範囲で２１個の周波数 （間隔０．０５ＧＨｚ）で測定された。試料Ｆ１に対しては移相と減衰が３．３ ＧＨｚの周波数でも測定された。測定されたＡ／Ｗとφ／Ｗがガウス曲線フイ・ ノティング技法と Ｍ−ｄｏ　＋ｃｌ、（φ／Ｗ）＋ｄ２　（φ／Ｗ）２　（１２）Ｍ−ｅ　ｏ　＋ 　ｅ　＋　（Ａ／Ｗ）　（１３）の杉の式、ここてｄ。、・・・、ｅｌはフィッ ティング定数、を使ってオーブン乾燥水分（Ｍ）と関連づけられた。試料Ｆ１に ついての単−及び多重周波数での測定値間の相関関係のｒ、　ｍ、ｓ、誤差が表 ３に示されている。

表３ オーブン乾燥含有水分に対する移相と減衰との乙ｍ、ｓ、誤差。

これらの結果は測定に多重周波数を使うとき測定精度に意義ある改善かなされる ことを示している。測定精度における観測された改善に対応するｒ、　ｍ、ｓ。

誤差の成分は移相と減衰でそれぞれ１，４つと０．１４ｗｔ％水分である。試料 Ｆ１〜Ｆ４及びＢ１での多重周波数測定に対するｒ、　ｍ、ｓ、誤差が表４に示 されている。全ての試料に対する平均ｒ、　ｍ、ｓ、誤差は、移相と減衰のそれ ぞれに対して、０．３７と１．１４ｗｔ％水分で、石炭中の含有水分の決定に移 相の測定を使うとき測定精度において略３倍の改善を示している。

表４ 水分含有量がＯ〜１．５　ｗ　ｔ％の範囲における、試料Ｂ１及びＦ１〜Ｆ４に 対するゲージ水分とオーブン乾燥水分との間の相関関係。

＋　６個の含有水分値の各々における５個の高い測定値。

Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｄ　ＳｉｇｎａｌｓＦｌｇ、１ Ｐｈａｓｅ　５ｈｉｆｔ　ｏｆ　Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｄ　Ｓｉｇｎａｌ　（− ）透過信号の振幅（−） 透過信号の移相（−） 透過信号の振幅（−） 国際調査報告 盲ＲＩａＦ＋＋ａｌｌａｎ＊ｌ榊１ｔｌｏ内−ｍ、Ｋ１７１１１９０７ｍ１５１ ＵＳ　４７８８８５３　１：Ｅ　３６３５９７７　ＧＢ　２１Ｂ２１４９Ｏ５４ １９３０２フ　Ｃ１１１２４３２６ＤＥ　２９３９５５４　Ｆ！　７９２９６４ ＧＢ　２０３３０９０　ＪＰ　５５０５９３３３０りＧＰＡＮＮＥＷ

Claims (21)

【特許請求の範囲】
1. １．コンベヤベルト上の厚さが変動する試料の水分含有量を検出するための装置 において、マイクロ波信号を前記試料中での伝播特性の周波数に依存する周期的 変動を補償するために選択された複数個の異なる周波数で逐次発生する手段と； 前記コンベヤベルトの下に位置し、試料にマイクロ波信号を送信する第１のアン テナと；前記ベルトの上方に設置され、試料を透過したマイクロ波信号を受信す る第２のアンテナと；前記異なる周波数各々の透過信号に関してのそれぞれの受 信信号の移相の測定値を提供する手段と；試料の単位面積当たりの質量の測定値 を提供する手段と；及び前記移相と単位面積当たりの質量とから試料の水分含有 量の測定値をつくり出す手段とを備えている装置。
2. ２．前記複数個の異なる周波数は周波数の選択された範囲内にある請求項１記載 の装置。
3. ３．前記複数個の異なる周波数は実質的に前記試料中での伝播特性の周波数に依 存する周期的変動の１周期を包含している、先行する請求項の何れかに記載の装 置。
4. ４．前記複数個の異なる周波数は前記範囲に亘って等しい間隔に位置している、 請求項２記載の装置。
5. ５．それぞれの信号の前記移相値は平均されて１つの代表移相値を提供する、先 行する請求項の何れかに記載の装置。
6. ６．試料の単位面積当たりの質量の測定値を提供する前記手段は前記異なる周波 数の各々の透過信号についての受信信号の減衰の測定値を使う、先行する請求項 の何れかに記載の装置。
7. ７．試料の単位面積当たりの質量の測定値を提供する前記手段は密度と厚さの測 定値を使用する、請求項１〜５の何れかに記載の装置。
8. ８．送信信号周波数の前記範囲は２〜４ＧＨｚ周波数範囲内である、請求項２記 載の装置。
9. ９．前記異なる周波数の数は１０より大である、先行する請求項の何れかに記載 の装置。
10. １０．試料の誘電率と同じ位の誘電率を持つインピーダンス整合物質が第１のア ンテナと試料との間に置かれて透過信号の試料内で反射する信号との干渉を低減 する、先行する請求項の何れかに記載の装置。
11. １１．第１のアンテナから試料までの距離は実質的にマイクロ波の波長より短い 、請求項１０記載の装置。
12. １２．コンベヤベルト上の厚さが変動する試料の水分含有量を検出するための方 法において、マイクロ波信号を前記試料中での伝播特性の周波数に依存する周期 的変動を補償するために選択された複数個の異なる周波数で逐次試料中に送信す る工程と；前記異なる周波数各々の送信信号に関してのそれぞれの受信信号の移 相を検出する工程と；及び前記移相と単位面積当たりの質量とから試料の水分含 有量を決定する工程とを備えている方法。
13. １３．前記複数個の異なる周波数は周波数の選択された範囲内にある請求項１２ 記載の方法。
14. １４．前記複数個の異なる周波数は実質的に前記試料中での伝播特性の周波数に 依存する周期的変動の１周期を包含している、請求項１２及び１３の何れかに記 載の方法。
15. １５．前記複数個の異なる周波数は前記範囲に亘って等しい間隔に位置している 、請求項１３記載の方法。
16. １６．それぞれの信号の前記移相値は平均されて１つの代表移相値を提供する、 請求項１２〜１５の何れかに記載の方法。
17. １７．単位面積当たりの質量の前記測定値を得るために前記異なる周波数の各々 の送信信号についてのそれぞれの受信信号の減衰を検出する工程をさらに含む、 請求項１２〜１６の何れかに記載の方法。
18. １８．送信信号周波数の前記範囲は２〜４ＧＨｚの周波数範囲内である、請求項 １３記載の方法。
19. １９．前記異なる周波数の数は１０より大である、請求項１２〜１８の何れかに 記載の方法。
20. ２０．試料の誘電率と同じ位の誘電率を持つインピーダンス整合物質を第１のア ンテナと試料との間に置く工程を含む、先行する請求項の何れかに記載の方法。
21. ２１．第１のアンテナを試料からの距離が実質的にマイクロ波の波長より短い所 に設置する工程を含む、請求項２０記載の方法。