JPH08122375A - 液体の誘電特性測定装置 - Google Patents
液体の誘電特性測定装置Info
- Publication number
- JPH08122375A JPH08122375A JP26237694A JP26237694A JPH08122375A JP H08122375 A JPH08122375 A JP H08122375A JP 26237694 A JP26237694 A JP 26237694A JP 26237694 A JP26237694 A JP 26237694A JP H08122375 A JPH08122375 A JP H08122375A
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- Japan
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- liquid
- hollow
- sample
- liquid container
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- Withdrawn
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- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 精度よく液体の誘電特性を測る装置をえる。
【構成】 金属製の円筒空洞１ａとマイクロ波結合アン
テナを有する誘電特性測定装置において、円筒空洞１ａ
内部に液体容器４ａを備え、液体容器が円筒空洞の少な
くとも一ヶ所にあけた穴２によって外部に通じており、
かつ液体容器を金属円筒空洞の外部から保持するように
した。
テナを有する誘電特性測定装置において、円筒空洞１ａ
内部に液体容器４ａを備え、液体容器が円筒空洞の少な
くとも一ヶ所にあけた穴２によって外部に通じており、
かつ液体容器を金属円筒空洞の外部から保持するように
した。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は液体の温度モニター、濃
度モニター等に利用される液体の誘電特性測定装置に関
する。
度モニター等に利用される液体の誘電特性測定装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来の、マイクロ波帯における誘電特性
測定装置の一例を図６、図７に示す。
測定装置の一例を図６、図７に示す。
【０００３】図において、１は金属円筒空洞、６は入力
アンテナ、７は出力アンテナ、８は試料台、１８は試料
である。
アンテナ、７は出力アンテナ、８は試料台、１８は試料
である。
【０００４】従来、金属円筒空洞１を利用したマイクロ
波誘電特性測定装置においては、円筒形に成形した試料
１８を試料台８で支持して金属円筒空洞１内部の中心近
くに置き、入力アンテナ６に周波数を掃引しながらマイ
クロ波を印加し、出力アンテナ７において透過マイクロ
波強度を測定し、その強度−周波数依存性から共振特性
を測定し、その共振特性を適当な数学モデルに代入する
ことによって試料の誘電特性を求める方法がとられてい
た。
波誘電特性測定装置においては、円筒形に成形した試料
１８を試料台８で支持して金属円筒空洞１内部の中心近
くに置き、入力アンテナ６に周波数を掃引しながらマイ
クロ波を印加し、出力アンテナ７において透過マイクロ
波強度を測定し、その強度−周波数依存性から共振特性
を測定し、その共振特性を適当な数学モデルに代入する
ことによって試料の誘電特性を求める方法がとられてい
た。
【０００５】この方法で液体の試料を測定しようとする
ときは、図８のように液体試料９を液体試料ケース４に
入れ、同様に金属円筒空洞１に収めることによって測定
を行っていた。
ときは、図８のように液体試料９を液体試料ケース４に
入れ、同様に金属円筒空洞１に収めることによって測定
を行っていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の方法では、
誘電特性測定の際に温度を上昇させると、液体試料９の
一部が蒸発して体積の減少を生じたり、金属円筒空洞１
の壁面に凝集して壁面を損傷させたり、また温度が液体
試料９の沸点に近くなると液体試料ケース４の内側表面
に気泡が発生するなどして誘電特性測定に支障が生じて
いた。
誘電特性測定の際に温度を上昇させると、液体試料９の
一部が蒸発して体積の減少を生じたり、金属円筒空洞１
の壁面に凝集して壁面を損傷させたり、また温度が液体
試料９の沸点に近くなると液体試料ケース４の内側表面
に気泡が発生するなどして誘電特性測定に支障が生じて
いた。
【０００７】また、試料を保持するために使用している
試料台８はそれ自身比誘電率と誘電損率を持つため、誘
電特性測定の際の誤差の原因となる点が問題となってい
た。
試料台８はそれ自身比誘電率と誘電損率を持つため、誘
電特性測定の際の誤差の原因となる点が問題となってい
た。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するため次の手段を講じる。
するため次の手段を講じる。
【０００９】すなわち、金属製の円筒空洞とマイクロ波
結合アンテナを有する誘電特性測定装置において、上記
円筒空洞内部に液体容器を備え、上記液体容器が上記円
筒空洞の少なくとも１ヶ所にあけた穴によって外部に通
じており、かつ同液体容器を同円筒空洞の外部から保持
するようにした。
結合アンテナを有する誘電特性測定装置において、上記
円筒空洞内部に液体容器を備え、上記液体容器が上記円
筒空洞の少なくとも１ヶ所にあけた穴によって外部に通
じており、かつ同液体容器を同円筒空洞の外部から保持
するようにした。
【００１０】
【作用】本発明において、液体容器内に計測対象の液体
をじゅう分に満たし、円筒空洞の内部に入力アンテナか
らマイクロ波を供給すると、共振状態において出力アン
テナからマイクロ波出力が表れる。この共振周波数と共
振の鋭さは、液体容器内部の計測対象の液体の比誘電
率、誘電損率の関数として表すことができるため、予め
この関係を求めておけば共振状態の周波数、共振の鋭さ
を測定することによって液体の比誘電率、誘電損率を知
ることができる。
をじゅう分に満たし、円筒空洞の内部に入力アンテナか
らマイクロ波を供給すると、共振状態において出力アン
テナからマイクロ波出力が表れる。この共振周波数と共
振の鋭さは、液体容器内部の計測対象の液体の比誘電
率、誘電損率の関数として表すことができるため、予め
この関係を求めておけば共振状態の周波数、共振の鋭さ
を測定することによって液体の比誘電率、誘電損率を知
ることができる。
【００１１】このとき、液体容器は円筒空洞に明けられ
た穴によって外部に通じており、かつ外部から液体容器
を保持しているので、液体容器は所定位置に保持され、
計測対象の液体は十分に満されているので、計測中蒸発
によって液面が変化したり、蒸発によって円筒空洞の壁
面に凝集して壁面を損傷させたりする現象は起こり得な
い。
た穴によって外部に通じており、かつ外部から液体容器
を保持しているので、液体容器は所定位置に保持され、
計測対象の液体は十分に満されているので、計測中蒸発
によって液面が変化したり、蒸発によって円筒空洞の壁
面に凝集して壁面を損傷させたりする現象は起こり得な
い。
【００１２】また、液体容器が円筒空洞の外部に通じて
いるため、外部から液体の圧力を変化させて計測もでき
る。さらに穴を複数明けることによって円筒空洞を分解
することなく液体を入れ替えることも可能である。
いるため、外部から液体の圧力を変化させて計測もでき
る。さらに穴を複数明けることによって円筒空洞を分解
することなく液体を入れ替えることも可能である。
【００１３】また、液体容器は円筒空洞の外部から保持
されているため、従来のような試料台は必要なくなり、
円筒空洞の内部に試料台があることに起因する測定誤差
を防ぐことができる。
されているため、従来のような試料台は必要なくなり、
円筒空洞の内部に試料台があることに起因する測定誤差
を防ぐことができる。
【００１４】
（１） 上記本発明の第１実施例を図１〜図４により説
明する。
明する。
【００１５】図１、図２にて、円筒空洞１ａの上面中央
に穴２を介して垂直に連通する鞘３を設ける。また円筒
型の液体容器４ａは上面中央に垂直な連通管１３を持
つ。液体容器４ａはその連通管１３を鞘３に通して外部
に引き出され、鞘３の上端で保持装置５により、円筒空
洞１ａ内の所定位置に保持される。計測対象の液体（液
体試料）９は鞘３の上方に出るくらい十分に液体容器内
に満される。図中６は入力アンテナ、７は出力アンテナ
である。この装置が、図３に示すようにマントルヒータ
１０内に配置され、連通管１３はバルブ１２を介して加
圧タンク１１につながれる。
に穴２を介して垂直に連通する鞘３を設ける。また円筒
型の液体容器４ａは上面中央に垂直な連通管１３を持
つ。液体容器４ａはその連通管１３を鞘３に通して外部
に引き出され、鞘３の上端で保持装置５により、円筒空
洞１ａ内の所定位置に保持される。計測対象の液体（液
体試料）９は鞘３の上方に出るくらい十分に液体容器内
に満される。図中６は入力アンテナ、７は出力アンテナ
である。この装置が、図３に示すようにマントルヒータ
１０内に配置され、連通管１３はバルブ１２を介して加
圧タンク１１につながれる。
【００１６】以上において、従来例と同様にして計測さ
れる。マントルヒータ１０は液体試料９を金属円筒空洞
１ａの外部から加熱することにより液体試料９の温度を
任意に調整する。加圧タンク１１には圧縮ガスが充填さ
れており、バルブ１２を開けると液体試料９が加圧され
る。
れる。マントルヒータ１０は液体試料９を金属円筒空洞
１ａの外部から加熱することにより液体試料９の温度を
任意に調整する。加圧タンク１１には圧縮ガスが充填さ
れており、バルブ１２を開けると液体試料９が加圧され
る。
【００１７】液体試料９を加圧することにより、液体の
沸点付近まで温度を上昇させても液体容器４ａの内部に
気泡を生じることがなく、正確な誘電特性測定ができ
る。
沸点付近まで温度を上昇させても液体容器４ａの内部に
気泡を生じることがなく、正確な誘電特性測定ができ
る。
【００１８】また、液体の圧力は液体容器４ａの強度に
よってのみ制限されるため、他の方法では実現困難な高
圧下における液体の誘電特性測定手段を提供できる。
よってのみ制限されるため、他の方法では実現困難な高
圧下における液体の誘電特性測定手段を提供できる。
【００１９】以上のようにして、液体容器４ａは円筒空
洞１ａに明けられた穴２によって外部に通じているが金
属円筒空洞１ａの内部では密閉されており、液体試料９
は金属円筒空洞１ａの外部まで充分に充填されている。
したがって、従来問題となっていた、液体試料９の蒸発
によって液面が変化したり、液体試料９が金属円筒空洞
１ａの壁面に凝集して壁面を損傷させたりする現象は起
こり得ない。
洞１ａに明けられた穴２によって外部に通じているが金
属円筒空洞１ａの内部では密閉されており、液体試料９
は金属円筒空洞１ａの外部まで充分に充填されている。
したがって、従来問題となっていた、液体試料９の蒸発
によって液面が変化したり、液体試料９が金属円筒空洞
１ａの壁面に凝集して壁面を損傷させたりする現象は起
こり得ない。
【００２０】また、液体試料ケース４は保持装置５によ
って金属円筒空洞１ａの外部から保持されているため、
従来のような試料台８は必要なくなり、金属円筒空洞１
ａの内部に試料台８があることに起因する測定誤差を防
ぐことができる。
って金属円筒空洞１ａの外部から保持されているため、
従来のような試料台８は必要なくなり、金属円筒空洞１
ａの内部に試料台８があることに起因する測定誤差を防
ぐことができる。
【００２１】なお、金属円筒空洞１ａに明けた穴２に設
けられた鞘３は、その内径がマイクロ波の波長に比べて
充分小さいため、金属円筒空洞１ａ内部の電磁エネルギ
が放射によって失われることを防いでいる。
けられた鞘３は、その内径がマイクロ波の波長に比べて
充分小さいため、金属円筒空洞１ａ内部の電磁エネルギ
が放射によって失われることを防いでいる。
【００２２】一例として、液体試料９の比誘電率と金属
円筒空洞１ａの共振周波数の関係を表したグラフを図４
に示した。比誘電率１０〜１００の範囲で液体試料９の
比誘電率と共振周波数はほぼ直線関係にあり、幅広い種
類の液体で誘電特性の測定が可能であることが示されて
いる。 （２） 本発明の第２実施例を図５により説明する。
円筒空洞１ａの共振周波数の関係を表したグラフを図４
に示した。比誘電率１０〜１００の範囲で液体試料９の
比誘電率と共振周波数はほぼ直線関係にあり、幅広い種
類の液体で誘電特性の測定が可能であることが示されて
いる。 （２） 本発明の第２実施例を図５により説明する。
【００２３】円筒空洞１ｂの上下面の中央の穴２に、そ
れぞれ連通する鞘３が垂直に設けられる。また円筒型の
液体容器４ｂの上下面の中央に垂直に連通する連通管１
３がそれぞれ取付けられる。
れぞれ連通する鞘３が垂直に設けられる。また円筒型の
液体容器４ｂの上下面の中央に垂直に連通する連通管１
３がそれぞれ取付けられる。
【００２４】上部の連通管１３は液体輸送管１４から分
岐した採取管１５につながれる。また下部の連通管１３
は同様に分岐した還流管１６に制御弁１７を介してつな
がれる。これらの接続により液体容器４ｂは所定位置に
固定される。
岐した採取管１５につながれる。また下部の連通管１３
は同様に分岐した還流管１６に制御弁１７を介してつな
がれる。これらの接続により液体容器４ｂは所定位置に
固定される。
【００２５】以上において、制御弁１７の開閉により液
体試料９は液体輸送管１４から液体容器４ｂ内に必要に
応じて採取され、満たされる。そして誘電特性が計測さ
れ、返される。従って実時間モニタリングが可能とな
る。
体試料９は液体輸送管１４から液体容器４ｂ内に必要に
応じて採取され、満たされる。そして誘電特性が計測さ
れ、返される。従って実時間モニタリングが可能とな
る。
【００２６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
液体の誘電特性を測定する際に試料の蒸発によって液面
が変化したり、液体試料が金属円筒空洞の壁面に凝集し
て壁面を損傷させたりする現象が起こらない液体の誘電
特性測定手段を提供できる。また、外部から液体試料を
加圧することが可能になるため、他の方法では実現困難
な高圧下における液体の誘電特性測定手段を提供でき
る。
液体の誘電特性を測定する際に試料の蒸発によって液面
が変化したり、液体試料が金属円筒空洞の壁面に凝集し
て壁面を損傷させたりする現象が起こらない液体の誘電
特性測定手段を提供できる。また、外部から液体試料を
加圧することが可能になるため、他の方法では実現困難
な高圧下における液体の誘電特性測定手段を提供でき
る。
【００２７】加えて、液体試料のケースが金属円筒空洞
の外部から保持されているため、従来の誘電体共振方法
による誘電特性測定装置では不可欠だった試料台を省く
ことが可能になり、試料台の比誘電率、誘電損率に起因
する誤差を防ぐことができる。
の外部から保持されているため、従来の誘電体共振方法
による誘電特性測定装置では不可欠だった試料台を省く
ことが可能になり、試料台の比誘電率、誘電損率に起因
する誤差を防ぐことができる。
【図１】本発明の第１実施例の断面図である。
【図２】同実施例の平面図である。
【図３】同実施例の全体系統図である。
【図４】同実施例の作用説明図である。
【図５】本発明の第２実施例の部分断面図である。
【図６】従来例の垂直断面図である。
【図７】同従来例の水平断面図である。
【図８】同従来例の他例の断面図である。
１、１ａ、１ｂ 金属円筒空洞 ２ 穴 ３ 鞘 ４、４ａ、４ｂ 液体容器 ５ 保持装置 ６ 入力アンテナ ７ 出力アンテナ ８ 試料台 ９ 液体試料 １０ マントルヒータ １１ 加圧タンク １２ バルブ １３ 連通管 １４ 液体輸送管 １５ 液体採取管 １６ 還流管 １７ 制御弁 １８ 試料
Claims (1)
- 【請求項１】 金属製の円筒空洞とマイクロ波結合アン
テナを有する誘電特性測定装置において、上記円筒空洞
内部に液体容器を備え、上記液体容器が上記円筒空洞の
少なくとも１ヶ所にあけた穴によって外部に通じてお
り、かつ同液体容器を同円筒空洞の外部から保持するこ
とを特徴とした液体の誘電特性測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26237694A JPH08122375A (ja) | 1994-10-26 | 1994-10-26 | 液体の誘電特性測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26237694A JPH08122375A (ja) | 1994-10-26 | 1994-10-26 | 液体の誘電特性測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08122375A true JPH08122375A (ja) | 1996-05-17 |
Family
ID=17374899
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26237694A Withdrawn JPH08122375A (ja) | 1994-10-26 | 1994-10-26 | 液体の誘電特性測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08122375A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998044340A1 (fr) * | 1997-03-28 | 1998-10-08 | Oji Paper Co., Ltd. | Instrument de mesure d'orientations |
| JPH11183403A (ja) * | 1997-12-25 | 1999-07-09 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 分散状態測定装置 |
| JP2005156523A (ja) * | 2003-10-31 | 2005-06-16 | Tdk Corp | 粉体の誘電体の比誘電率の測定方法、それに用いる空洞共振器及びその適用装置 |
-
1994
- 1994-10-26 JP JP26237694A patent/JPH08122375A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998044340A1 (fr) * | 1997-03-28 | 1998-10-08 | Oji Paper Co., Ltd. | Instrument de mesure d'orientations |
| US6396288B1 (en) | 1997-03-28 | 2002-05-28 | Oji Paper Co., Ltd | Orientation measuring instrument |
| USRE40488E1 (en) * | 1997-03-28 | 2008-09-09 | Oji Paper Co., Ltd. | Orientation measuring instrument |
| JPH11183403A (ja) * | 1997-12-25 | 1999-07-09 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 分散状態測定装置 |
| JP2005156523A (ja) * | 2003-10-31 | 2005-06-16 | Tdk Corp | 粉体の誘電体の比誘電率の測定方法、それに用いる空洞共振器及びその適用装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20020115 |