JPH08271449A - 分子配向測定装置および分子配向測定法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ライン上を搬送される紙や高分子の連続シート
等の分子配向をオンラインで測定するのに適した分子配
向測定装置および分子配向測定法を提供する。 【構成】マイクロ波発振器１に減衰器４を介して少なく
とも３本の導波管３が接続される。導波管にはスリット
５が形成される。試料６がスリットを通過しつつ一定方
向に搬送される。導波管は内部を伝播するマイクロ波の
電界ベクトルが互いに異なる角度に向けられるように配
置される。各一対の導波管部分３ａ、３ｂは軸方向に相
対移動し得る。各導波管部分は内部に絞りを有する。マ
イクロ波強度検知部８からの検出出力が、増幅器１１、
Ａ／Ｄ変換器１４を経て演算部１５に入力される。演算
部は、検出データに基づいて、分子配向パターンを算出
し、配向角度、配向度を出力する。増幅器はポテンショ
メータ１３を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、分子配向測定装置およ
び分子配向測定法、特に、ライン上を搬送される連続シ
ート状の試料の分子配向をオンラインで測定するのに適
した分子配向測定装置および分子配向測定法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の分子配向測定装置として、例え
ば、屈折率の異方性に基づく複屈折現象を利用して光学
的に異方性を測定する方式のものがある。しかし、この
装置においては、試料は可視光または近赤外光に対して
透明性を有していることが要求され、不透明な試料につ
いては測定できないという問題がある。

【０００３】一方、マイクロ波共振器内においてマイク
ロ波を横切って配置した試料をマイクロ波の伝播方向に
垂直な面内で回転せしめ、透過マイクロ波強度の角度依
存性を検出し、誘電率の異方性を測定することによって
分子配向を測定する方式のものがある。この装置におい
ては、試料の光学的透明性とは無関係に分子配向を測定
することができ、より広い範囲にわたる試料について測
定が可能となる。

【０００４】この装置は、図９に示したように、マイク
ロ波発振装置２０およびマイクロ波検出装置２１と、こ
れらの間に配置され、マイクロ波発振装置２０からマイ
クロ波をマイクロ波検出装置２１に導く導波管２２を備
えている。そして、導波管の中間には、導波管の軸に直
角な方向に沿って一定間隔のスリット２３が形成されて
いる。このスリット２３内には、試料２４が導波管の軸
に垂直な平面内で回転可能に配置される。

【０００５】マイクロ波発振装置２０から発振されたマ
イクロ波は導波管内に導入される。導波管内に導入され
たマイクロ波は、図１０に示したように導波管内部にお
いて軸方向に定在波を形成し、スリット（試料２４）の
位置には定在波の腹が位置するようになっている。マイ
クロ波は、試料中を透過した後、マイクロ波検出装置２
１によって検出される。こうして、試料を回転させなが
ら異なる周波数毎の透過マイクロ波強度が測定される。

【０００６】測定結果は図１１のグラフのようになる。
図１１のグラフにおいて、試料の各回転角度毎に、周波
数−透過マイクロ波強度曲線の半値幅における高周波側
の周波数ｆ₁ が求められる。そして、その周波数ｆ₁ に
おける（強度，回転角度）の各値が求められ（これをグ
ラフに表すと図１２に示したようになる）、求められた
（強度，回転角度）の各値が極座標にプロットされる。
このとき、試料が誘電率の異方性を有しない場合には極
座標に円が描かれるが、異方性を有する場合には、図１
３に示したように楕円が描かれる。そして、この楕円の
短軸の向きを算出することによって配向角度（配向方
向）が、長軸の長さ／短軸の長さの比を算出することに
よって配向度がそれぞれ求められる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来のマ
イクロ波を利用して誘電率の異方性を測定する方式の分
子配向測定装置によれば、光学的に不透明な試料に対し
ても容易に測定が行える。しかしながら、この装置では
導波管と試料を相対的に回転させねばならないので、ラ
イン上を搬送される紙や高分子の連続シート等の不良品
検査を行うべく、この装置を用いて分子配向をオンライ
ンで測定しようとすると、シートを一定長ずつ間欠搬送
しながら導波管をシートに対して回転させる必要があ
る。これを達成するための構成は非常に複雑で、装置の
調整も容易ではなく、ライン搬送速度の低下も避けられ
ない。

【０００８】したがって、本発明の課題は、ライン上を
搬送される紙や高分子の連続シート等の分子配向をオン
ラインで測定するのに適した分子配向測定装置および分
子配向測定法を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するた
め、本発明は、マイクロ波発振手段と、一端がマイクロ
波発振手段に接続された少なくとも３本の方形導波管
と、少なくとも３本の導波管の他端にそれぞれ接続され
たマイクロ波検出手段と、マイクロ波検出手段からの検
出データに基づいて分子配向パターンを算出し、配向角
度および配向度を出力する演算手段を備え、導波管はそ
れぞれの軸が互いに平行になるように配置され、導波管
のそれぞれの中間には各導波管をその軸に垂直な方向に
横断する平面に沿ってスリットが形成され、スリット内
には前記横断平面に沿って試料が挿入され、各導波管は
内部を伝播するマイクロ波の電界ベクトルが前記横断平
面内において互いに異なる角度に向けられるように配置
されており、さらに、スリットを挟んで対向する各一対
の導波管部分のそれぞれの内部に配置された絞り手段
と、マイクロ波発振手段と前記各導波管との間に配置さ
れ、マイクロ波の出力を調整する減衰器を備え、さら
に、マイクロ波検出手段は、マイクロ波強度検知器と、
マイクロ波強度検知器に接続された検波器と、検波器に
接続された増幅器と、増幅器からの出力信号をディジタ
ル信号に変換して演算手段に出力するアナログ／ディジ
タル変換器と、マイクロ波強度検知器の感度または増幅
器のゲインを調節するための手段を有していることを特
徴とする分子配向測定装置を構成したものである。

【００１０】本発明の好ましい実施例によれば、スリッ
トを挟んで対向する各一対の導波管部分を導波管の軸方
向に相対移動せしめてスリットの間隔を調整する手段が
備えられる。本発明の別の好ましい実施例によれば、試
料は横断平面に沿って一定方向に搬送されながらスリッ
ト内に挿入され、少なくとも３本の導波管は、それらの
軸が試料の搬送方向に沿ってほぼ一直線上に互いに所定
間隔をおいて並ぶように配置されており、試料の搬送方
向における下流側のマイクロ波検出手段からの出力信号
のサンプリング時刻が隣接する上流側のマイクロ波検出
手段からの出力信号のサンプリング時刻よりも、試料が
各導波管の軸間距離だけ搬送される時間間隔だけ遅れる
ように各マイクロ波検出手段からの出力信号のサンプリ
ングのタイミングを制御する手段が備えられる。

【００１１】本発明のさらに別の好ましい実施例によれ
ば、少なくとも３本の導波管は、導波管の軸に垂直な断
面が各導波管の軸に平行に配置された対称軸から放射状
にのびるように配置されている。

【００１２】また、本発明は、上記の課題を解決するた
め、少なくとも３本の方形導波管をそれぞれの軸が互い
に平行になるように配置し、導波管のそれぞれの中間に
は各導波管をその軸に垂直な方向に横断する平面に沿っ
てスリットを形成し、スリットを挟んで対向する各一対
の導波管部分のそれぞれの内部に絞りを配置し、スリッ
ト内には前記横断平面に沿って試料を挿入し、導波管の
それぞれの一端から導波管内にマイクロ波を導入し、各
導波管をその内部を伝播するマイクロ波の電界ベクトル
が前記横断平面内において互いに異なる角度に向けられ
るように配置し、導波管のそれぞれの他端において試料
を透過するマイクロ波強度を検知器によって検知し、検
知信号を増幅器によって増幅し、増幅信号をディジタル
信号に変換して測定データを得るようにし、測定に先立
って、各導波管のスリットの間隔および絞りの口径を変
化させることによって各導波管の共振周波数および共振
曲線がほぼ同一となるように調整を行った後、各導波管
に導入するマイクロ波の強度を変化させることによって
透過マイクロ波強度を微調整し、その後、マイクロ波強
度検知器の感度または増幅器のゲインを調整することに
より、標準試料を各スリット内に挿入した場合の周波数
−透過マイクロ波強度曲線の半値幅の高周波側周波数に
おける透過マイクロ波強度がすべての導波管について同
一になるように微調整を行い、その後、導波管のそれぞ
れの他端において試料を透過するマイクロ波強度を測定
し、得られた測定データに基づいて分子配向パターンを
算出し、配向角度および配向度を求めることを特徴とす
る分子配向測定法を構成したものである。

【００１３】

【作用】上記構成を有する装置において、測定に先立っ
て、すべての導波管の共振器系の特性（共振周波数、共
振曲線（共振の強さ、鋭さ、Ｑ値））を一致させるべく
調整がなされる。すなわち、まず最初、各導波管のスリ
ットの間隔および絞りの口径を変化させることにより、
各導波管の共振周波数および共振曲線がほぼ同一となる
ように調整がなされ、その後、減衰器によって透過マイ
クロ波強度が微調整される。さらに、マイクロ波強度検
知器の感度または増幅器のゲインが調整されることによ
り、標準試料を各スリット内に挿入した場合の周波数−
透過マイクロ波強度曲線の半値幅における高周波側周波
数における透過マイクロ波強度がすべての導波管につい
て同一になるように微調整がなされる。

【００１４】調整の後、測定が開始される。導波管のそ
れぞれについて、マイクロ波検出手段によって異なる周
波数毎に透過マクロ波強度が測定される。演算手段は、
各導波管毎にマイクロ波検出手段からの出力に基づいて
求められた周波数−透過マイクロ波強度曲線のそれぞれ
について、半値幅における高周波側周波数での透過マイ
クロ波強度Ｉ_j （ｊ＝１，２，３，・・・）を求める。
演算手段は、さらに、求めた透過マイクロ波強度Ｉ_j と
それに関係する導波管の測定角度θ_j （導波管の内部を
伝播するマイクロ波の電界ベクトルが試料搬送方向とな
す角度をいう）の各組（Ｉ_j ，θ_j ）を極座標にプロッ
トし、極座標上のすべての点（Ｉ_j ，θ_j ）を通る楕円
を求めることによって配向パターンを算出し、楕円の短
軸の向きから配向角度を、楕円の長軸の長さ／短軸の長
さの比から配向度をそれぞれ算出して結果を出力する。

【００１５】

【実施例】以下、添付図面を参照しながら本発明の好ま
しい実施例について説明する。図１は、本発明による分
子配向測定装置の１実施例を概略的に示した図である。
図１に示すように、本発明による分子配向測定装置は、
マイクロ波発振器１と、マイクロ波発振器１に接続さ
れ、マイクロ波発振器１から発振されたマイクロ波を予
め決定される個数に等分割するパワースプリッタ２と、
一端がパワースプリッタ２に接続された同一規格の３本
の方形導波管３を備えている。この実施例では、装置は
３本の方形導波管を備えているが、導波管の本数はこれ
に限定されるものではなく、少なくとも３本以上であれ
ばよい。また、各導波管３とパワースプリッタ２との間
には、それぞれ減衰器４が接続されている。

【００１６】導波管３は、上下方向に、それぞれの軸が
互いに平行になるように配置されている。また、導波管
３のそれぞれの中間には、各導波管３をその軸に垂直な
方向に横断する平面に沿ってスリット５が形成され、ス
リット５内には前記横断平面に沿って一定方向Ｘに搬送
される連続シート状の試料６が挿入されるようになって
いる。スリット５の間隔は、導波管の長さに比べてかな
り小さいほうが好ましいが、搬送される連続シート状試
料に対しては、例えば導波管の長さが２００〜３００mm
程度の場合、スリットの間隔をその１／１５〜１／３０
程度、絶対値で１０〜１５mm程度に設定することが好ま
しい。

【００１７】各導波管３は内部を伝播するマイクロ波の
電界ベクトルが試料の搬送方向Ｘに対して互いに異なる
角度に向けられるように配置されている。これらの導波
管３の試料に対する配置としては種々の配置が可能であ
るが、この実施例では、図２に示したように、各導波管
３は、それらの軸がそれぞれ試料の搬送方向Ｘに沿って
ほぼ一直線上に互いに一定間隔Ｌをおいて並ぶように配
置される。これ以外に、例えば、図３に示したように、
３本の導波管を、導波管の軸に垂直な断面が各導波管の
軸に平行に配置された対称軸から放射状にのびるように
配置する構成としてもよい。

【００１８】スリット５を挟んで対向する各一対の導波
管部分は、図示はしない適当な手段によって、導波管の
軸方向に相対移動可能に支持され、各対をなす導波管部
分の相対移動によってスリット５の間隔が調整できるよ
うになっている。導波管部分の各対のうちの上側導波管
部分３ａの上端部には、管内部にアンテナ（図示せず）
が配置されたマイクロ波導入部７が設けられており、こ
のアンテナを介してマイクロ波が導波管内に導入され
る。また、導波管部分の各対のうちの下側導波管部分３
ｂの下端部には、管内部にアンテナ（図示せず）が配置
されたマイクロ波強度検知部８が設けられている。こう
して、マイクロ波導入部７から導波管３内に導入された
マイクロ波は、導波管内部において軸方向に定在波を形
成しつつスリット５内に配置された試料６を透過し、マ
イクロ波強度検知部８のアンテナによって受信、検出さ
れ、試料を透過したマイクロ波の電界強度に応じた出力
が取り出される。このとき、スリット５の位置には定在
波の腹が位置するようになっている。

【００１９】図４に示したように、各上側導波管部分３
ａおよび下側導波管部分３ｂの内部には、それぞれ定在
波の節の位置に絞り（アイリス）９が配置されている。
絞り９は口径を調節可能な絞り孔９ａを有している。各
導波管３のマイクロ波強度検知部にはそれぞれ検波ダイ
オード１０が接続され、各検波ダイオード１０にはそれ
ぞれ増幅器１１が接続されている。さらに、増幅器１１
はそれぞれアナログ入力マルチプレクサ１２に接続され
ている。また、各増幅器１１にはそれぞれ、増幅器のゲ
インを調整可能なポテンショメータ１３が並列接続され
ている。

【００２０】アナログ入力マルチプレクサ１２には、ア
ナログ／ディジタル変換器１５が接続されており、各増
幅器１１からの出力が、アナログ入力マルチプレクサ１
２によってアナログ／ディジタル変換器１４に順次切替
え入力され、ここでディジタル信号に変換される。アナ
ログ／ディジタル変換器１４から出力されたディジタル
信号は、演算部１５に入力される。

【００２１】演算部１５には、ＣＲＴまたは液晶表示や
プリンタ等の出力装置１６、およびキーボード等の入力
装置１７が接続されている。

【００２２】次に、上記構成を有する本発明による分子
配向測定装置の作動方法を以下に説明する。まず測定に
先立って３本の導波管３の共振器系の各特性（共振周波
数、共振曲線（共振の強さ、鋭さ、Ｑ値））を一致させ
るべく調整がなされる。

【００２３】最初、各導波管毎にスリット５の間隔およ
び絞り９の絞り孔９ａの口径を調整することによって粗
調整がなされた後、減衰器４を調整することによって微
調整がなされる。これを図５を参照して説明すると、ス
リット５の間隔が変化すると周波数−透過マイクロ波強
度曲線（Ｑ曲線）の共振周波数ｆ_c が変化し、絞り９の
口径が変化すると共振曲線（共振の強さ、鋭さ、Ｑ値）
が変化する。こうして、スリット５の間隔および絞り９
の口径を変化させることにより、各導波管の共振周波数
およびＱ値がほぼ同一となるように調整がなされる。次
に、各導波管毎に、減衰器４によってマイクロ波の出力
が調整されて共振器系が微調整される。

【００２４】さらに、増幅器１１に並列接続されたポテ
ンショメータ１３によってゲインが調整され、各共振器
系の最終的な微調整がなされる。増幅器１１のゲインが
変化すると、図６に示したようにマイクロ波透過強度が
変化する。このとき、調整のための標準シートが各導波
管毎に独立に、そのスリット内に配置される。標準シー
トは、すべての導波管について、導波管内を伝播するマ
イクロ波の電界ベクトルに対して同一方向を向くように
配置され、その時のＱ曲線の半値幅の高周波側の周波数
ｆ_s における透過マイクロ波強度Ｐ_s が増幅後のレベル
において同一になるようにゲインが調整される。この実
施例では、ポテンショメータによって増幅器のゲインの
調整を行うようにしたが、ポテンショメータの代わりに
（アナログまたはディジタルの）係数器を用いてゲイン
調整を行うこともできる。また、この実施例では、増幅
器のゲインの調整によって共振器系の最終的な微調整を
行うようにしたが、この微調整は、マイクロ波強度検知
部の感度を調整することによっても行うことができ、も
ちろんこの場合には、ポテンショメータを省くことがで
きる。しかしながら、ポテンショメータまたは係数器に
よるゲイン調整の方が、マイクロ波強度検知部の感度調
整よりも微調整に適している。これらの調整の結果、３
本の導波管の共振器系はすべて実質上同一の特性を有す
るようになる。

【００２５】調整の後、実際の測定が開始される。図１
に示したように、連続シート状の試料６が、搬送機構
（図示せず）によって、導波管３のスリット５をすべて
通過するように一定方向Ｘに搬送される。図示はしない
が、搬送機構には、試料の搬送に連動するエンコーダが
設けられている。それぞれの導波管内にマイクロ波が導
入され、マイクロ波強度検知部８は、検知した透過マイ
クロ波電界強度に応じた出力を発生する。マイクロ波強
度検知部８からの出力は、検波ダイオード１０並びに増
幅器１１を経てアナログ入力マルチプレクサ１２に入力
される。

【００２６】アナログ入力マルチプレクサ１２は、試料
の搬送方向における下流側のマイクロ波強度検知部８か
らの出力信号のサンプリング時刻が隣接する上流側のマ
イクロ波検知部からの出力信号のサンプリング時刻より
も、試料が各導波管の軸間距離Ｌだけ搬送される時間間
隔だけ（試料の搬送速度をＶとすれば、ｔ＝Ｌ／Ｖだ
け）遅れるように各マイクロ波強度検知部からの出力信
号のサンプリングのタイミングを制御する。こうして、
演算部１５には、各導波管について、試料上の同一領域
の透過マイクロ波強度信号が入力される。

【００２７】なお、３本の導波管を図３に示したように
配置する構成とした場合には、各マイクロ波強度検知部
からの出力信号のサンプリングのタイミングを遅延させ
る必要はなく、各マイクロ波強度検知部からの出力信号
のサンプリングを同時に行うようにすればよい。ただ
し、この場合には、試料は一定距離ずづ間欠搬送される
か、あるいは試料が連続搬送されるとともに一定時間が
経過する毎に演算部への入力がなされるようにする必要
がある。

【００２８】演算部１５には、また、搬送機構のエンコ
ーダから出力される測定位置信号と、マイクロ波発振器
に設けられた周波数カウンタ（図示せず）から出力され
る測定周波数信号が入力される。さらには、各導波管の
測定角度（導波管の内部を伝播するマイクロ波の電界ベ
クトルが試料搬送方向となす角度をいう）、試料番号等
のデータが予め入力装置１７を通じて演算部１５に入力
される。

【００２９】演算部１５は、入力された測定データ（透
過マイクロ波強度、測定周波数、測定位置、各導波管の
測定角度、試料番号等のデータ）に基づいて、配向角
度、配向度、配向パターン、誘電率その他を算出し、結
果を出力装置１６に出力する。この過程を以下に説明す
る。まず最初、演算部１５は、各導波管毎に求められた
周波数−透過マイクロ波強度曲線のそれぞれについて、
半値幅における高周波側周波数での透過マイクロ波強度
を求める。この過程を図７に示した。図７において、曲
線Ａ、Ｂ、Ｃはそれぞれ、試料搬送方向における上流側
導波管、中央導波管および下流側導波管によって求めら
れた周波数−透過マイクロ波強度曲線である。また、ｆ
₁ は半値幅における高周波側周波数を、Ｉ₁ 、Ｉ₂ 、Ｉ
₃ はそれぞれＡ、ＢおよびＣにおけるｆ₁ での透過マイ
クロ波強度を表している。

【００３０】演算部１５は、求めたＩ₁ 、Ｉ₂ 、Ｉ
₃ と、そのときの導波管の測定角度θ₁、θ₂ 、θ₃ の
それぞれの組（Ｉ_i , θ_i ) （ｉ＝１，２，３）を極座
標にプロットする。このとき、試料に誘電率の異方性が
あると、極座標上において各点（Ｉ_i , θ_i ) の軌跡は
１つの楕円を形成することが知られているから、演算部
１５は、極座標上の３つの点（Ｉ_i , θ_i ) から、適当
な近似計算法、例えばニュートンラプソン法を用いて対
応する楕円、すなわち配向パターンを求める。そして、
演算部１５は、楕円の短軸の向きφを算出することによ
って配向角度を、楕円の長軸／短軸の比から配向度を求
める。配向パターンを求める過程から容易にわかるよう
に、配置される導波管の本数が多い程、測定精度が向上
する。

【００３１】配向パターン、配向角度および配向度は、
演算部１５から出力装置１６に出力され、例えば、ＣＲ
Ｔ画面上に表示され、あるいはプリンタによってプリン
トアウトされる。なお、演算部１５は、入力された測定
データから試料の誘電率を算出し、これに基づいて誘電
率パターンおよび誘電率の配向パターンを導出すること
もできる。

【００３２】こうして、本発明による分子配向測定装置
によれば、少なくとも３本以上の導波管を、それらの内
部を伝播するマイクロ波の電界ベクトルの向きが連続シ
ート状の試料の搬送方向に対して互いに異なるように配
置し、各導波管による測定データから近似計算によって
配向パターンを求めるようにしたので、ライン上を搬送
される連続シート状の試料の分子配向をオンラインで測
定することができる。さらには、測定に先立って、各導
波管の共振器系の共振周波数、共振曲線（共振の強さ、
鋭さ）等の特性を一致させることができるので、高精度
の分子配向測定が可能となる。

【００３３】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、ライン上を搬送される紙や高分子の連続シート等の
分子配向をオンラインで測定することができる。よっ
て、本発明を紙、高分子フィルム等の製造工程における
品質管理に適用することができる。また、本発明によれ
ば、分子配向測定装置の各導波管の共振器系の各特性が
同一となるように調整することができるので、極めて高
精度での分子配向測定が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による分子配向測定装置の１実施例の構
成を示す概略図である。

【図２】図１に示した分子配向測定装置の各導波管の配
置の仕方の１例を示す上面図である。

【図３】図１に示した分子配向測定装置の各導波管の配
置の仕方の別の例を示す上面図である。

【図４】図１に示した分子配向測定装置の導波管の構造
を示す斜視図である。

【図５】図１に示した分子配向測定装置の各導波管の共
振器系の各特性を一致させるための調整動作を説明する
グラフである。

【図６】図１に示した分子配向測定装置の各導波管の共
振器系の各特性を一致させるための調整動作を説明する
グラフである。

【図７】図１に示した分子配向測定装置による測定結果
を示すグラフである。

【図８】図７のグラフにおいて、各周波数−透過マイク
ロ波強度曲線の半値幅における高周波側の周波数ｆ₁ に
対して求められた（回転角度、強度）の各値を極座標に
プロットしたグラフである。

【図９】従来の分子配向測定装置の構成を示す概略図で
ある。

【図１０】図９に示した分子配向測定装置の作動状態を
示す概略図である。

【図１１】図９に示した分子配向測定装置による測定結
果を示すグラフである。

【図１２】図１１のグラフにおいて、試料の各回転角度
毎に周波数−透過マイクロ波強度曲線の半値幅における
高周波側の周波数ｆ₁ に対して求められた（回転角度、
強度）の各値をプロットしたグラフである。

【図１３】図１１のグラフにおいて、試料の各回転角度
毎に周波数−透過マイクロ波強度曲線の半値幅における
高周波側の周波数ｆ₁ に対して求められた（回転角度、
強度）の各値を極座標にプロットしたグラフである。

【符号の説明】

１ マイクロ波発振器 ２ パワースプリッタ ３ 導波管 ４ 減衰器 ５ スリット ６ 試料 ７ マイクロ波導入部 ８ マイクロ波強度検知部 ９ 絞り ９ａ 絞り孔 １０ 検波ダイオード １１ 増幅器 １２ アナログ入力マルチプレクサ １３ ポテンショメータ １４ アナログ／ディジタル変換器 １５ 演算部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 マイクロ波発振手段と、 一端が前記マイクロ波発振手段に接続された少なくとも
   ３本の方形導波管と、 前記少なくとも３本の導波管の他端にそれぞれ接続され
   たマイクロ波検出手段と、 前記マイクロ波検出手段からの検出データに基づいて分
   子配向パターンを算出し、配向角度および配向度を出力
   する演算手段を備え、 前記導波管はそれぞれの軸が互いに平行になるように配
   置され、前記導波管のそれぞれの中間には前記各導波管
   をその軸に垂直な方向に横断する平面に沿ってスリット
   が形成され、前記スリット内には前記横断平面に沿って
   試料が挿入され、前記各導波管は内部を伝播するマイク
   ロ波の電界ベクトルが前記横断平面内において互いに異
   なる角度に向けられるように配置されており、さらに、 前記スリットを挟んで対向する各一対の導波管部分のそ
   れぞれの内部に配置された絞り手段と、 前記マイクロ波発振手段と前記各導波管との間に配置さ
   れ、マイクロ波の出力を調整する減衰器を備え、さら
   に、 前記マイクロ波検出手段は、マイクロ波強度検知器と、
   前記マイクロ波強度検知器に接続された検波器と、前記
   検波器に接続された増幅器と、前記増幅器からの出力信
   号をディジタル信号に変換して前記演算手段に出力する
   アナログ／ディジタル変換器と、前記マイクロ波強度検
   知器の感度または前記増幅器のゲインを調節するための
   手段を有していることを特徴とする分子配向測定装置。
2. 【請求項２】 前記スリットを挟んで対向する各一対の
   導波管部分を導波管の軸方向に相対移動せしめて前記ス
   リットの間隔を調整する手段を備えていることを特徴と
   する請求項１に記載の分子配向測定装置。
3. 【請求項３】 前記試料は前記横断平面に沿って一定方
   向に搬送されながら前記スリット内に挿入され、前記少
   なくとも３本の導波管は、それらの軸が前記試料の搬送
   方向に沿ってほぼ一直線上に互いに所定間隔をおいて並
   ぶように配置されており、前記試料の搬送方向における
   下流側の前記マイクロ波検出手段からの出力信号のサン
   プリング時刻が隣接する上流側の前記マイクロ波検出手
   段からの出力信号のサンプリング時刻よりも、前記試料
   が前記各導波管の軸間距離だけ搬送される時間間隔だけ
   遅れるように前記各マイクロ波検出手段からの出力信号
   のサンプリングのタイミングを制御する手段を備えたこ
   とを特徴とする請求項１または請求項２に記載の分子配
   向測定装置。
4. 【請求項４】 前記少なくとも３本の導波管は、前記導
   波管の軸に垂直な断面が前記各導波管の軸に平行に配置
   された対称軸から放射状にのびるように配置されている
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の分子
   配向測定装置。
5. 【請求項５】 少なくとも３本の方形導波管をそれぞれ
   の軸が互いに平行になるように配置し、前記導波管のそ
   れぞれの中間には前記各導波管をその軸に垂直な方向に
   横断する平面に沿ってスリットを形成し、前記スリット
   を挟んで対向する各一対の導波管部分のそれぞれの内部
   に絞りを配置し、前記スリット内には前記横断平面に沿
   って試料を挿入し、前記導波管のそれぞれの一端から前
   記導波管内にマイクロ波を導入し、前記各導波管をその
   内部を伝播するマイクロ波の電界ベクトルが前記横断平
   面内において互いに異なる角度に向けられるように配置
   し、前記導波管のそれぞれの他端において前記試料を透
   過するマイクロ波強度を検知器によって検知し、検知信
   号を増幅器によって増幅し、増幅信号をディジタル信号
   に変換して測定データを得るようにし、測定に先立っ
   て、前記各導波管の前記スリットの間隔および前記絞り
   の口径を変化させることによって前記各導波管の共振周
   波数および共振曲線がほぼ同一となるように調整を行っ
   た後、前記各導波管に導入するマイクロ波の強度を変化
   させることによって前記透過マイクロ波強度を微調整
   し、その後、前記マイクロ波強度検知器の感度または前
   記増幅器のゲインを調整することにより、標準試料を前
   記各スリット内に挿入した場合の周波数−透過マイクロ
   波強度曲線の半値幅の高周波側周波数における透過マイ
   クロ波強度がすべての前記導波管について同一になるよ
   うに微調整を行い、その後、前記導波管のそれぞれの他
   端において前記試料を透過するマイクロ波強度を測定
   し、得られた測定データに基づいて分子配向パターンを
   算出し、配向角度および配向度を求めることを特徴とす
   る分子配向測定法。