JPH06201634A - Method and apparatus for measuring moisture - Google Patents

Method and apparatus for measuring moisture

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JPH06201634A
JPH06201634A JP35904892A JP35904892A JPH06201634A JP H06201634 A JPH06201634 A JP H06201634A JP 35904892 A JP35904892 A JP 35904892A JP 35904892 A JP35904892 A JP 35904892A JP H06201634 A JPH06201634 A JP H06201634A
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JP
Japan
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capacitor
measured
substance
capacitance
resistor
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP35904892A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akinori Satou
了紀 佐藤
Itsumi Muraoka
逸巳 村岡
Eiichi Hamada
栄一 濱田
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Mitsubishi Rayon Co Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Rayon Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To provide a method and an apparatus for accurately and continuously measuring moisture content (water content) even in the case of substance mixed with reducing substance or polar solvent having a high electric conductivity. CONSTITUTION:Substance 14 to be measured is provided between two parallel plate electrodes 10A and 10B, the capacitance Cx between the electrodes is detected by utilizing a transient phenomenon due to charging/discharging, and water content of the substance to be measured is measured by utilizing the relationship between the capacitance and the water content of the substance in which the water content is previously known.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は物質が含有する水分を水
分率として検出するための水分測定方法及び水分測定装
置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a moisture measuring method and a moisture measuring device for detecting moisture contained in a substance as a moisture content.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、物質の含有水分量を測定する一般
的な方法としてはカールフィッシャー法がある。しかし
ながら、カールフィッシャー法では被測定物質に還元性
物質が混入している場合には水分の測定が不可能で、か
つ連続測定は困難である。ところで連続測定を可能とす
る方法として、特開昭60−259943号公報に示さ
れる方法がある。この方法は水分がセンサ部へ吸着する
ことによるセンサ部のインピーダンスの変化を利用して
いる。
2. Description of the Related Art Conventionally, the Karl Fischer method has been known as a general method for measuring the water content of a substance. However, according to the Karl Fischer method, when the substance to be measured contains a reducing substance, the water content cannot be measured, and continuous measurement is difficult. By the way, as a method for enabling continuous measurement, there is a method disclosed in JP-A-60-259943. This method utilizes a change in the impedance of the sensor unit due to the adsorption of water on the sensor unit.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上記特開昭60−25
9943号公報に開示された方法はヘンリーの法則が適
用できるような比較的水が溶解しにくい溶媒に対して適
用可能であるが、エタノールなどの電気伝導度の高い極
性溶媒に対しては適用できない。これはセンサ部のイン
ピーダンス変化が水の吸着作用より、溶媒の吸着による
影響に作用され易いことによる。従って、上記方法では
極性溶媒にあっては水分濃度の変化に対して反応が鈍く
なってしまう。
DISCLOSURE OF THE INVENTION Problems to be Solved by the Invention
The method disclosed in Japanese Patent Publication No. 9943 can be applied to a solvent in which water is relatively insoluble, such as Henry's law, but cannot be applied to polar solvents having high electric conductivity such as ethanol. . This is because the impedance change of the sensor portion is more likely to be affected by the adsorption of the solvent than the adsorption of water. Therefore, in the above method, the reaction becomes dull with respect to the change of the water concentration in the polar solvent.

【0004】従って本発明は上記従来の課題を解決し、
還元性物質が混入しているような被測定物質や電気伝導
度の高い極性溶媒の従来方法では測定が難しいような試
料でも再現性よく、かつ連続的に水分を計測することが
可能な水分測定方法及び水分測定装置を提供することを
目的とする。
Therefore, the present invention solves the above conventional problems,
Moisture measurement that can measure moisture continuously with good reproducibility even for samples that are difficult to measure with conventional methods such as substances to be measured that contain reducing substances or polar solvents with high electrical conductivity An object is to provide a method and a moisture measuring device.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明では過渡現象を利用して被測定物質の静電容
量を検出することによりその水分率(含水率ともいう)
を測定するようにしている。すなわち本発明によれば2
枚の平行板電極の間に被測定物質を充填し、前記2枚の
平行板電極間の静電容量を充放電による過渡現象を利用
して検出し、予め含水率のわかっている物質における静
電容量と含水率との関係を用いて、前記被測定物質の含
水率を測定する水分測定方法が提供される。
In order to achieve the above object, in the present invention, the moisture content (also called water content) of a substance to be measured is detected by utilizing a transient phenomenon.
I am trying to measure. That is, according to the present invention, 2
The substance to be measured is filled between the parallel plate electrodes, and the capacitance between the two parallel plate electrodes is detected by utilizing a transient phenomenon due to charge / discharge, and the static content of the substance whose moisture content is known in advance is detected. A moisture measuring method for measuring the moisture content of the substance to be measured by using the relationship between the capacitance and the moisture content is provided.

【0006】又、本発明によれば上記方法を実現する装
置として、被測定物質が間に充填されたときコンデンサ
を形成するよう配された2枚の平行板電極と、前記コン
デンサに直列に接続された既知の抵抗器と、前記コンデ
ンサと前記抵抗器に直列に接続されたスイッチと、前記
コンデンサと前記抵抗器と前記スイッチの直列回路に電
圧を与える直流電源と、前記抵抗器の両端間の電圧を測
定する手段と、前記コンデンサの両端間の電圧を測定す
る手段とを有する水分測定装置が提供される。
Further, according to the present invention, as an apparatus for realizing the above method, two parallel plate electrodes arranged to form a capacitor when the substance to be measured is filled between the parallel plate electrode and the capacitor are connected in series. Known resistor, a switch connected in series with the capacitor and the resistor, a DC power source for applying a voltage to a series circuit of the capacitor, the resistor and the switch, and between both ends of the resistor. There is provided a moisture measuring device having means for measuring a voltage and means for measuring a voltage across the capacitor.

【0007】[0007]

【作用】本発明は上記構成なので、2枚の平行板電極
と、その間に充填される被測定物質とにより形成される
コンデンサの静電容量を検出することにより、当該物質
の比誘電率を検出し、容易に水分率を連続的に測定する
ことが可能となる。
Since the present invention has the above-described structure, the relative permittivity of the substance is detected by detecting the capacitance of the capacitor formed by the two parallel plate electrodes and the substance to be measured filled between them. However, it becomes possible to easily measure the water content continuously.

【0008】[0008]

【実施例】以下本発明の実施例について図面を参照しな
がら詳細に説明する。図1は、本発明による物質中の水
分量を水分率として測定するための測定装置のセンサ部
を示す斜視図である。本発明で測定できる物質として
は、比誘電率が水と異なるものであれば特に限定されな
い。液体の場合、還元性物質などの電解質を含んだもの
や、またエタノールなどのように電気伝導度の比較的高
い極性溶媒にも適用できる。固体の場合は、空隙を有し
ないものであれば適用可能で、測定するときは電極間へ
測定試料を充填するための操作が必要となる。センサ部
10は一対の銅の平行板10A,10Bにより形成さ
れ、電極間距離は3mm、電極の大きさは7×20mm
の平行平板コンデンサを形成する。センサ部10は絶縁
支持部材16に取り付けられ、容器12内に位置する。
従って容器12内に被測定物質14を入れると、2つの
対向する平行板電極10A、10Bの間が被測定物質1
4にて充填される。18は電極10A、10Bへ結線す
るための2本のリード線の入ったケーブルである。平行
平板コンデンサの場合、その静電容量は次式で示され
る。
Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing a sensor unit of a measuring device for measuring the water content in a substance as a water content according to the present invention. The substance that can be measured in the present invention is not particularly limited as long as it has a relative dielectric constant different from that of water. In the case of a liquid, it can be applied to a liquid containing an electrolyte such as a reducing substance, or a polar solvent such as ethanol having a relatively high electric conductivity. In the case of a solid, it is applicable as long as it does not have voids, and an operation for filling a measurement sample between the electrodes is required at the time of measurement. The sensor unit 10 is formed by a pair of copper parallel plates 10A and 10B, the distance between electrodes is 3 mm, and the size of the electrodes is 7 × 20 mm.
To form a parallel plate capacitor. The sensor unit 10 is attached to the insulating support member 16 and is located inside the container 12.
Therefore, when the substance to be measured 14 is placed in the container 12, the substance to be measured 1 is placed between the two opposing parallel plate electrodes 10A and 10B.
Filled at 4. Reference numeral 18 is a cable containing two lead wires for connecting to the electrodes 10A and 10B. In the case of a parallel plate capacitor, its capacitance is given by the following equation.

【0009】[0009]

【式1】C=εS/d C:静電容量 ε:誘電率 d:電極間距離 S:電極面積[Equation 1] C = εS / d C: capacitance ε: permittivity d: distance between electrodes S: electrode area

【0010】誘電率の変化に対する静電容量の変化を大
きくするためには、電極間距離dを狭くし、かつ電極面
積Sを大きくすればよく、水との誘電率差が小さい物質
でも測定可能となる。しかし、測定試料が電解質を含ん
でいる場合や、極性溶媒のように電気伝導度が比較的高
い場合には電極間の抵抗が下がるので、次に述べる静電
容量変化の検出方法においてサンプリング時間を短くす
る必要がある。
In order to increase the change in capacitance with respect to the change in dielectric constant, the distance d between the electrodes should be narrowed and the electrode area S should be large, and even substances with a small difference in dielectric constant from water can be measured. Becomes However, when the measurement sample contains an electrolyte, or when the electrical conductivity is relatively high, such as with a polar solvent, the resistance between the electrodes decreases, so the sampling time is reduced in the method for detecting capacitance changes described below. Need to be short.

【0011】図2は図1に示したセンサ部10を用いて
被測定物質の含水率を測定する水分測定装置の回路を示
す回路図である。図2において点線で囲まれた抵抗Rx
とコンデンサCxの並列回路は被測定物質14が間に充
填された状態のセンサ部10の等価回路である。すなわ
ち、センサ部10が図1に示すものである場合にあって
は、容器12内に被測定物質14が入れられ、センサ1
0の電極10A、10Bの間の空間が被測定物質14に
よって充填されているものとする。R1は抵抗Rxとコン
デンサCxの並列回路に直列に接続された抵抗器であ
り、SWは上記並列回路及び抵抗器R1に直列に接続さ
れた開閉型スイッチである。上記並列回路とこれに直列
に接続された抵抗器R1とスイッチSWの直列回路には
直流電源Eが接続されている。
FIG. 2 is a circuit diagram showing a circuit of a moisture measuring apparatus for measuring the water content of a substance to be measured by using the sensor section 10 shown in FIG. Resistance R x surrounded by a dotted line in FIG.
The parallel circuit of the capacitor C x and the capacitor C x is an equivalent circuit of the sensor unit 10 with the substance 14 to be measured filled in between. That is, in the case where the sensor unit 10 is the one shown in FIG. 1, the substance to be measured 14 is placed in the container 12 and the sensor 1
It is assumed that the space between the zero electrodes 10A and 10B is filled with the substance to be measured 14. R 1 is a resistor connected in series with a parallel circuit of a resistor R x and a capacitor C x , and SW is an open / close type switch connected in series with the parallel circuit and the resistor R 1 . A DC power source E is connected to the parallel circuit and a series circuit of a resistor R 1 and a switch SW which are connected in series with the parallel circuit.

【0012】本実施例においては直流電源Eの起電力は
4.0Vであり、抵抗器R1は500kΩである。抵抗
器R1には電圧計VM1が並列接続されており、抵抗器R
1の両端子間電圧を測定できるようになっている。同様
にセンサ部10すなわち、抵抗RxとコンデンサCxの並
列回路には他の電圧計VM2が並列接続されており、抵
抗Rxの両端子間電圧を測定できるようになっている。
In this embodiment, the electromotive force of the DC power source E is 4.0V and the resistor R 1 is 500kΩ. A voltmeter VM 1 is connected in parallel to the resistor R 1 , and the resistor R 1
The voltage between both terminals of 1 can be measured. Similarly, another voltmeter VM 2 is connected in parallel to the sensor unit 10, that is, the parallel circuit of the resistor R x and the capacitor C x , and the voltage between both terminals of the resistor R x can be measured.

【0013】次に測定の手順について説明する。 (1)測定前:スイッチSWはオフ (2)電極間抵抗Rxを測定する:スイッチSWをオン
とし、2つの電圧計VM1VM2の電圧値V1、V2を読
み、次式から求める。 Rx=(V2/V1)×R1 但し dV2/dt=0 (3)センサ部10の静電容量Cxの測定:スイッチS
Wをオン状態からオフとし、所定時間△t経過時点での
電圧計VM2の電圧値V2tと前記電圧値V20(スイッチ
SWをオフとする直前の値)とから次式で求める。 Cx=△t/Rx/ln(V20/V2t
Next, the measurement procedure will be described. (1) Before measurement: Switch SW is off (2) Inter-electrode resistance R x is measured: Switch SW is turned on, the voltage values V 1 and V 2 of the two voltmeters VM 1 and VM 2 are read, and from the following equation Ask. R x = (V 2 / V 1 ) × R 1 However, dV 2 / dt = 0 (3) Measurement of capacitance C x of the sensor unit 10: switch S
W is turned off from the on state, and is calculated from the voltage value V 2t of the voltmeter VM 2 at the time when a predetermined time Δt has elapsed and the voltage value V 20 (the value immediately before the switch SW is turned off) by the following equation. C x = △ t / R x / l n (V 20 / V 2t)

【0014】この静電容量Cxの測定について更に説明
すると、スイッチSWをオフにした後は図3の波形図に
示すように電圧計VM2の電圧値V2が指数関数で減少す
る。上記所定時間△tは、放電を開始してからセンサ部
10の電極間電圧V2を読むまでの時間であり、これを
サンプリングタイムという。このサンプリングタイム△
tが大きすぎると、図3からわかるように電圧値V2
十分に減衰してしまい0Vに近くなってしまい電圧値V
2の変化を検出しにくくなってしまう。上記実施例では
△tは0.18秒とした。すなわち、波形の変化がなだ
らかなところでは、連続的に測定する場合に、わずかな
静電容量の変化による電圧の変化を検出しにくいので、
図3の波形図において放電開始後、電圧が適当なカーブ
を描くところにサンプリングタイム△tを設定する必要
がある。従って、被測定物質に対する測定開始前に測定
時と同様の条件で充放電を行ってみて、適当と思われる
サンプリングタイム△tを予め設定しておく必要があ
る。
To further explain the measurement of the capacitance C x , after the switch SW is turned off, the voltage value V 2 of the voltmeter VM 2 decreases exponentially as shown in the waveform diagram of FIG. The predetermined time Δt is the time from the start of discharge until the voltage V 2 between the electrodes of the sensor unit 10 is read, and this is called the sampling time. This sampling time △
If t is too large, the voltage value V 2 is sufficiently attenuated as shown in FIG.
It becomes difficult to detect the change of 2 . In the above embodiment, Δt was 0.18 seconds. That is, when the waveform changes gently, it is difficult to detect a voltage change due to a slight capacitance change when continuously measuring,
In the waveform diagram of FIG. 3, it is necessary to set the sampling time Δt where the voltage draws an appropriate curve after the start of discharge. Therefore, before starting the measurement of the substance to be measured, it is necessary to charge and discharge it under the same conditions as the measurement, and to set the sampling time Δt which seems to be appropriate in advance.

【0015】以上の方法によって静電容量Cxを知るこ
とができるが、次に静電容量から当該被測定物質14の
水分率を知る方法について説明する。静電容量と水分率
は1次関数の関係にあり、カールフィッシャー法等の滴
定法によって測定することにより、予め水分率と静電容
量の関係を知るためのキャリブレーションを行ってお
く。こうして得られた関係を用いることにより、静電容
量を知ることにより、水分率を知ることができるのであ
る。
The capacitance C x can be known by the above method. Next, a method of finding the moisture content of the substance 14 to be measured from the capacitance will be described. The capacitance and the moisture content have a linear function, and calibration is performed in advance to know the relation between the moisture content and the capacitance by measuring by a titration method such as the Karl Fischer method. By using the relationship thus obtained, the moisture content can be known by knowing the capacitance.

【0016】以下に本発明による測定例について説明す
る。 (測定例1)ターシャリーブチルアルコール(46.2
g)にアスコルビン酸(0.23g)を溶解させた試料
に、マイクロシリンジで純水を添加させ含水率が異なっ
た状態で測定した結果を図4に示す。図4からわかるよ
うに、サンプリング時間△tを長くすると含水率変化に
伴う静電容量の変化を検知できなくなる。また、含水率
が高くなるにつれ静電容量も大きくなることがわかる。
A measurement example according to the present invention will be described below. (Measurement Example 1) Tertiary butyl alcohol (46.2
FIG. 4 shows the results obtained by adding pure water with a microsyringe to a sample in which ascorbic acid (0.23 g) was dissolved in g) and measuring the water content different. As can be seen from FIG. 4, when the sampling time Δt is lengthened, it becomes impossible to detect the change in capacitance due to the change in water content. Also, it can be seen that the capacitance increases as the water content increases.

【0017】(測定例2)測定例1において、ターシャ
リーブチルアルコールのかわりに極性溶媒の一つであ
る、エタノール(40.4g)に同じくアスコルビン酸
(0.10g)を溶解させた試料での測定結果を図5に
示す。図5より電解質を含んだ極性溶媒でも測定値の直
線性は高く、再現性かつ精度よく測定が可能であること
がわかる。
(Measurement Example 2) In Measurement Example 1, a sample prepared by dissolving ascorbic acid (0.10 g) in ethanol (40.4 g), which is one of polar solvents instead of tertiary butyl alcohol, was used. The measurement result is shown in FIG. It can be seen from FIG. 5 that the linearity of the measured values is high even with the polar solvent containing the electrolyte, and the measurement can be performed with good reproducibility and accuracy.

【0018】(測定例3)測定例2において、エタノー
ルのかわりに電気伝導度がそれと比較して約10倍大き
い酢酸水溶液を試料としたときの、測定結果を図6に示
す。但し、電解質は混入していない。この図から電気伝
導度が高くても、測定は測定例2と同じく可能であるこ
とがわかる。
(Measurement Example 3) FIG. 6 shows the measurement results when an acetic acid aqueous solution having a conductivity about 10 times larger than that of ethanol was used as a sample instead of ethanol. However, no electrolyte was mixed. From this figure, it can be seen that even if the electric conductivity is high, the measurement can be performed as in the measurement example 2.

【0019】(測定例4)モレキュラーシーブを用いた
エタノールより水分を除去する過程で試料をサンプリン
グし、カールフィッシャー法で測定した含水率の結果と
本発明の方法で測定した静電容量の測定値を図7に示
す。図7よりカールフィッシャー法の測定値とよく対応
していることがわかる。
(Measurement Example 4) Samples were sampled in the process of removing water from ethanol using a molecular sieve and the results of the water content measured by the Karl Fischer method and the measured values of the capacitance measured by the method of the present invention Is shown in FIG. It can be seen from FIG. 7 that the measured values of the Karl Fischer method correspond well.

【0020】本発明は図2に示した回路によってセンサ
部10のコンデンサに対する充放電を行うことにより過
渡現象を利用してコンデンサの静電容量を検出し、よっ
て水分率を測定するものであるが、この測定の各ステッ
プを自動化すれば連続的な測定が容易に実現できる。
In the present invention, the capacitance of the capacitor is detected by utilizing the transient phenomenon by charging / discharging the capacitor of the sensor unit 10 by the circuit shown in FIG. 2, and thus the moisture content is measured. By automating each step of this measurement, continuous measurement can be easily realized.

【0021】図8はかかる自動測定を実現するための本
発明の他の実施例を示すブロック図である。図8におい
てパーソナルコンピュータ20はCPU(中央演算処理
装置)の他、RAM、ROM等の必要なメモリ、インタ
ーフェースを有している。パーソナルコンピュータ20
はD/Aコンバータ22を介してリレー回路24に接続
され、リレー回路24はセンサ回路26に接続されてい
る。センサ回路26には図1に示したセンサ部10が接
続されると共に、センサ回路26の出力はローパスフィ
ルタ(LPF)28を介してA/Dコンバータ30に接
続されている。このA/Dコンバータ30はパーソナル
コンピュータ20に接続されている。
FIG. 8 is a block diagram showing another embodiment of the present invention for realizing such automatic measurement. In FIG. 8, the personal computer 20 has a CPU (central processing unit), necessary memories such as RAM and ROM, and an interface. Personal computer 20
Is connected to the relay circuit 24 via the D / A converter 22, and the relay circuit 24 is connected to the sensor circuit 26. The sensor unit 10 shown in FIG. 1 is connected to the sensor circuit 26, and the output of the sensor circuit 26 is connected to an A / D converter 30 via a low pass filter (LPF) 28. The A / D converter 30 is connected to the personal computer 20.

【0022】図9は図8に示したセンサ回路26の具体
的構成を示す回路図である。
FIG. 9 is a circuit diagram showing a specific structure of the sensor circuit 26 shown in FIG.

【0023】図9中、図2と実質的に同一のものには同
一符号を付してある。抵抗R1とセンサ部10の接続点
はオペアンプ32の+入力端子に接続され、その−入力
端子は抵抗R2と増幅度調整用可変抵抗R3の接続点に接
続されている。抵抗R2の他端は接地されており、可変
抵抗R3の他端はオペアンプ32の出力端子に接続され
ている。抵抗R4とコンデンサC1の直列回路は図8に示
すローパスフィルタ(LPF)28を構成し、オペアン
プ32の出力端子とセンサ部10の他端の間に接続され
ている。コンデンサC1の両端間電圧はA/Dコンバー
タ30へ供給されてデジタルデータに変換され、パーソ
ナルコンピュータ20に入力される。なお、スイッチS
Wは図8のリレー回路24にてオン/オフ動作をするも
のである。
In FIG. 9, those parts which are substantially the same as those corresponding parts in FIG. 2 are designated by the same reference numerals. The connection point between the resistor R 1 and the sensor unit 10 is connected to the + input terminal of the operational amplifier 32, and the − input terminal thereof is connected to the connection point of the resistor R 2 and the amplification degree adjusting variable resistor R 3 . The other end of the resistor R 2 is grounded, and the other end of the variable resistor R 3 is connected to the output terminal of the operational amplifier 32. The series circuit of the resistor R 4 and the capacitor C 1 constitutes the low pass filter (LPF) 28 shown in FIG. 8, and is connected between the output terminal of the operational amplifier 32 and the other end of the sensor unit 10. The voltage across the capacitor C 1 is supplied to the A / D converter 30, converted into digital data, and input to the personal computer 20. The switch S
W is an on / off operation in the relay circuit 24 of FIG.

【0024】図10はパーソナルコンピュータ20にお
ける測定のための動作を示すフローチャートである。ス
テップS4にてスイッチSWがオフとされた後、測定開
始のコマンドが与えられると、ステップS5がYESと
なり、ステップS6にてスイッチSWがオンとなる。ス
イッチSWのオンオフはリレー回路24により行うが、
D/Aコンバータ22へ必要な信号を送ることによりリ
レー回路24の制御が行われる。なおリレー回路24の
代りに半導体スイッチング素子を用いることもできる。
ステップ7にてV2をサンプリングし(V20を求め
る)、ステップS8にてdv2/dt<ε(ε=1
-5)を判断することにより、定常状態となったことを
確認し、YESならステップS9にてRxを計算し、そ
の後ステップS10にてスイッチSWをオフとする。こ
のオフの時点よりタイマーにより時間を計測し、Δtだ
け経過したらステップS11にてV2を再びサンプリン
グする(V2tを求める)。この値を用いてステップS1
2にてCxを計算する。このCxの計算において前述のV
1はV1=E−V2として計算により得る。
FIG. 10 is a flow chart showing the operation for measurement in the personal computer 20. After the switch SW is turned off in step S4, if a measurement start command is given, step S5 becomes YES, and the switch SW is turned on in step S6. The switch SW is turned on and off by the relay circuit 24,
The relay circuit 24 is controlled by sending a necessary signal to the D / A converter 22. A semiconductor switching element may be used instead of the relay circuit 24.
In step 7, V 2 is sampled (V 20 is calculated), and in step S8, dv 2 / dt <ε (ε = 1
It is confirmed that the steady state is reached by judging 0 -5 ), and if YES, Rx is calculated in step S9, and then the switch SW is turned off in step S10. The timer measures the time from the time of turning off, and when Δt has elapsed, V 2 is sampled again in step S11 (V 2 t is obtained). Using this value, step S1
Calculate C x at 2. In the calculation of C x , the above V
1 is obtained by calculation with V 1 = E−V 2 .

【0025】なおΔtは、前述のようにして定めた所望
の値を予めステップS2にて設定しておくものとする。
ステップS3及びステップS14のデータファイルは測
定結果を記録するためのもので、測定日時や、測定対象
物、測定者名簿を予め記録しておき、実測データをも記
録し保存するためのものである。測定結果はステップS
13にてディスプレイやプリンタによって表示すること
ができる。
It is assumed that Δt is set in advance to the desired value determined as described above in step S2.
The data files of step S3 and step S14 are for recording the measurement results, and are for recording the measurement date and time, the measurement object, the list of measurers in advance, and also recording and storing the actual measurement data. . The measurement result is step S
At 13, it can be displayed by a display or a printer.

【0026】[0026]

【発明の効果】以上説明したように本発明の水分測定法
及び水分測定装置では2枚の平行板電極の間に被測定物
質を充填し、この2枚の平行板電極と被測定物質とによ
って構成されるコンデンサに対して充放電を行うことに
より、過渡現象を生ぜしめ、よって静電容量を検出する
ことにより含水率を測定するので、カールフィッシャー
法等の滴定法では計測困難な高伝導度の試料を含む広範
な被測定物質についてその水分を正確に測定することが
できる。又、滴定法ではなく静電容量を検出する方式な
ので、水分率が刻々と変化するような場合であっても、
連続的に計測することが可能である。
As described above, in the moisture measuring method and the moisture measuring apparatus of the present invention, the substance to be measured is filled between the two parallel plate electrodes, and the two parallel plate electrodes and the substance to be measured are used. By charging and discharging the configured capacitor, a transient phenomenon is produced, and the water content is measured by detecting the capacitance, so high conductivity, which is difficult to measure by the titration method such as Karl Fischer method, is measured. It is possible to accurately measure the water content of a wide range of substances to be measured including the above samples. Also, because it is a method of detecting capacitance rather than titration method, even if the water content changes moment by moment,
It is possible to measure continuously.

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

【図1】本発明の水分測定法及び水分測定装置に用いら
れる平行板電極及び被測定物質の容器の例を示す斜視図
である。
FIG. 1 is a perspective view showing an example of a parallel plate electrode and a container for a substance to be measured, which are used in a moisture measuring method and a moisture measuring apparatus of the present invention.

【図2】本発明の水分測定装置の1実施例を示す回路図
である。
FIG. 2 is a circuit diagram showing one embodiment of the moisture measuring device of the present invention.

【図3】センサ部の放電時の電極間電圧の変化を示す波
形図である。
FIG. 3 is a waveform diagram showing a change in inter-electrode voltage during discharge of the sensor unit.

【図4】還元性物質が混入した有機溶媒の含水率の変化
に対する静電容量の変化を本発明の方法によって測定し
た例を示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing an example in which a change in capacitance with respect to a change in water content of an organic solvent mixed with a reducing substance is measured by the method of the present invention.

【図5】還元性物質が混入した極性有機媒溶の含水率の
変化に対する静電容量の変化を本発明の方法によって測
定した例を示すグラフである。
FIG. 5 is a graph showing an example in which a change in capacitance with respect to a change in water content of a polar organic solvent mixed with a reducing substance is measured by the method of the present invention.

【図6】極性有機媒溶の含水率の変化に対する静電容量
の変化を本発明の方法によって測定した例を示すグラフ
である。
FIG. 6 is a graph showing an example in which a change in capacitance with respect to a change in water content of a polar organic solvent was measured by the method of the present invention.

【図7】カールフィッシャー法による含水率の測定結果
と本発明による静電容量の測定結果の対応を示すグラフ
である。
FIG. 7 is a graph showing the correspondence between the water content measurement result by the Karl Fischer method and the capacitance measurement result by the present invention.

【図8】本発明の水分測定装置の他の実施例を示すブロ
ック図である。
FIG. 8 is a block diagram showing another embodiment of the moisture measuring apparatus of the present invention.

【図9】図8に示したセンサ回路の具体的構成を示す回
路図である。
9 is a circuit diagram showing a specific configuration of the sensor circuit shown in FIG.

【図10】図8に示したパーソナルコンピュータの動作
を説明するためのフローチャートである。
10 is a flow chart for explaining the operation of the personal computer shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 センサ部 10A,10B 電極 12 容器 14 被測定物質(試料) 20 パーソナルコンピュータ 22 D/Aコンバータ 24 リレー回路 26 センサ回路 28 ローパスフィルタ(LPF) 30 A/Dコンバータ C1 コンデンサ Cx センサ部の静電容量 E 直流電源 R1,R2,R3,R4 抵抗器及びその抵抗値 Rx センサ部の等価直流抵抗 SW スイッチ VM1,VM2 電圧計10 sensor part 10A, 10B electrode 12 container 14 substance to be measured (sample) 20 personal computer 22 D / A converter 24 relay circuit 26 sensor circuit 28 low-pass filter (LPF) 30 A / D converter C 1 capacitor C x static of sensor part Capacitance E DC power supply R 1 , R 2 , R 3 , R 4 Resistor and its resistance value R x Equivalent DC resistance of sensor SW switch VM 1 , VM 2 Voltmeter

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 2枚の平行板電極の間に被測定物質を充
填し、前記2枚の平行板電極間の静電容量を充放電によ
る過渡現象を利用して検出し、予め含水率のわかってい
る物質における静電容量と含水率との関係を用いて、前
記被測定物質の含水率を測定する水分測定方法。
1. A substance to be measured is filled between two parallel plate electrodes, and the electrostatic capacitance between the two parallel plate electrodes is detected by utilizing a transient phenomenon due to charge and discharge, and the moisture content is measured in advance. A moisture measuring method for measuring the water content of the substance to be measured, using the relationship between the capacitance and the water content of a known substance.
【請求項2】 前記平行板電極と、その間に充填された
前記被測定物質からなるコンデンサに直列に抵抗を接続
し、この直列回路にスイッチを介して直流電圧を加えて
定常状態とした後、前記スイッチをオフとして過渡現象
を生ぜしめ、前記スイッチをオフとした後、所定時間経
過した時点における前記コンデンサ両端の電圧を読むこ
とにより前記静電容量を検出する請求項1記載の水分測
定方法。
2. A parallel plate electrode and a capacitor made of the substance to be measured, which is filled between the parallel plate electrode and a resistor, are connected in series, and a direct current voltage is applied to the series circuit via a switch to make a steady state. The moisture measuring method according to claim 1, wherein the capacitance is detected by reading a voltage across the capacitor at a time point when a predetermined time has elapsed after the switch is turned off to cause a transient phenomenon and the switch is turned off.
【請求項3】 前記抵抗の抵抗値をR1とし、前記コン
デンサの両端間の直流抵抗値をRxとし、前記所定時間
を△tとし、前記定常状態における前記コンデンサ両端
間の電圧をV20とし、前記所定時間△tを経過した時点
での前記コンデンサ両端間の電圧をV2tとするとき、前
記静電容量Cxを、Cx=△t/Rx/ln(V20/V2t
から求める請求項2記載の水分測定方法。
3. The resistance value of the resistor is R 1 , the DC resistance value across the capacitor is R x , the predetermined time is Δt, and the voltage across the capacitor in the steady state is V 20. and then, when the voltage between said capacitor ends at the time has elapsed the predetermined time △ t and V 2t, the capacitance C x, C x = △ t / R x / l n (V 20 / V 2t )
The water content measuring method according to claim 2, which is obtained from
【請求項4】 被測定物質が間に充填されたときコンデ
ンサを形成するよう配された2枚の平行板電極と、前記
コンデンサに直列に接続された既知の抵抗器と、前記コ
ンデンサと前記抵抗器に直列に接続されたスイッチと、
前記コンデンサと前記抵抗器と前記スイッチの直列回路
に電圧を与える直流電源と、前記抵抗器の両端間の電圧
を測定する手段と、前記コンデンサの両端間の電圧を測
定する手段とを有する水分測定装置。
4. Two parallel plate electrodes arranged to form a capacitor when filled with a substance to be measured, a known resistor connected in series to the capacitor, the capacitor and the resistor. Switch connected in series to the container,
Moisture measurement having a DC power supply for applying a voltage to a series circuit of the capacitor, the resistor and the switch, means for measuring the voltage across the resistor, and means for measuring the voltage across the capacitor. apparatus.
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