JPH10142170A - Probe for dielectric relaxation measurement - Google Patents

Probe for dielectric relaxation measurement

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JPH10142170A
JPH10142170A JP31313496A JP31313496A JPH10142170A JP H10142170 A JPH10142170 A JP H10142170A JP 31313496 A JP31313496 A JP 31313496A JP 31313496 A JP31313496 A JP 31313496A JP H10142170 A JPH10142170 A JP H10142170A
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JP
Japan
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electrode
sample
probe
measurement
dielectric relaxation
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Application number
JP31313496A
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Japanese (ja)
Inventor
Satoshi Naito
智 内藤
Masato Hoshi
正人 星
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Kao Corp
Original Assignee
Kao Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a probe by which the property of a measuring part in a sample is confirmed and by which the concentration of moisture in the surface layer of the sample can be measured precisely when the concentration of the moisture in the sample is measured nondestructively according to a dielectric relaxation measurement by a time domain reflection(TDR) method or the like. SOLUTION: A probe is composed of a core-shaped internal electrode 21 and of an external electrode 23 which is arranged coaxially on the internal electrode 21 via an insulator 22. Then, an electrode 2, for dielectric relaxation measurement, in which the tip face of the internal electrode 21 and the tip face of the external electrode 23 are used as a contact face with a sample and an imaging means which images the enlarged image of a measuring part S0 at the sample by the electrode 2 for dielectric relaxation measurement are installed at the probe for dielectric relaxation measurement. A borescope 30 is preferably used as the imaging means.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、試料の誘電率を測
定することにより、試料中の水分濃度を求めることを可
能とする誘電緩和測定用プローブに関する。特に、試料
中の測定部位を、拡大画像により確認しつつ誘電率を測
定し、試料中の水分濃度を求めることを可能とする誘電
緩和測定用プローブに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a probe for measuring dielectric relaxation, which makes it possible to determine the moisture concentration in a sample by measuring the dielectric constant of the sample. In particular, the present invention relates to a probe for measuring dielectric relaxation, which is capable of measuring a dielectric constant while confirming a measurement site in a sample with an enlarged image and obtaining a moisture concentration in the sample.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、皮膚や食品等のように水を含む
試料の性質は、その水分含量に大きく影響される。した
がって、これら試料の水分含量の測定は、試料の性質や
状態を把握する上で有用であり、また、試料に適用した
薬品、化粧品等の性能を評価する上でも有用となる。
2. Description of the Related Art In general, the properties of a sample containing water, such as skin and food, are greatly affected by its water content. Therefore, measurement of the water content of these samples is useful for grasping the properties and states of the samples, and also useful for evaluating the performance of chemicals, cosmetics, and the like applied to the samples.

【0003】そこで、従来より種々の水分測定方法が提
案され、使用されている。例えば、皮膚等の試料表層の
水分の測定方法としては、一般に高周波インピーダンス
法が用いられている。しかし、高周波インピーダンス法
は、試料表層の水の挙動を直接的には観測していないた
め、試料表層の水分以外に測定値に影響を及ぼす因子が
多く、再現性に問題がある。また、高周波インピーダン
ス法により得られる情報は、試料表面からどの程度の深
さのものであるかがあいまいであるという問題もある。
さらに、この方法では、自由水であるか結合水であるか
という水の状態に関する情報を得ることもできない。
Therefore, various moisture measuring methods have been proposed and used. For example, a high-frequency impedance method is generally used as a method for measuring the water content of a sample surface layer such as skin. However, since the high-frequency impedance method does not directly observe the behavior of water on the surface of the sample, there are many factors other than the moisture on the surface of the sample that affect measured values, and there is a problem in reproducibility. Further, there is a problem that information obtained by the high-frequency impedance method is ambiguous at what depth from the sample surface.
Furthermore, this method does not provide information on the state of the water, whether it is free water or bound water.

【0004】これに対し、試料表層の水分測定方法とし
ては、試料表層の誘電率を測定し、そこに存在する水の
誘電緩和を測定する方法が提案されている。誘電緩和の
測定方法としては、周波数領域測定法と時間領域反射法
(以下、TDR法(Time Domain Reflectometry method)
と略する)とがあるが、近年、後者の測定技術及びその
応用の研究が積極的に進められている。
On the other hand, as a method for measuring the moisture content of a sample surface layer, there has been proposed a method of measuring the dielectric constant of the sample surface layer and measuring the dielectric relaxation of water existing there. As a method of measuring dielectric relaxation, a frequency domain measurement method and a time domain reflection method (hereinafter, TDR method (Time Domain Reflectometry method))
In recent years, research on the latter measurement technique and its application has been actively pursued.

【0005】このTDR法は、試料に特定波形の励起信
号(例えば、ステップパルス)を印加してその反射波を
観測し、反射波の各周波数成分の位相と強度の変化から
試料の複素誘電率を求め、それに基づいて試料の物性を
知る方法である。例えば、特開平2−110357号公
報には、TDR法により生体の水分測定を行った例が記
載されている(同公報第4頁上右欄10行〜第7頁下右
欄17行)。この方法によれば、試料中の水分含量を非
破壊的にかつ定量的に測定することができ、また、自由
水であるか結合水であるかという水の状態に関する情報
も得ることができるので好ましい。
In the TDR method, an excitation signal (for example, a step pulse) having a specific waveform is applied to a sample, the reflected wave is observed, and the complex permittivity of the sample is determined from changes in the phase and intensity of each frequency component of the reflected wave. , And the physical properties of the sample are known based on it. For example, JP-A-2-110357 describes an example of measuring the moisture content of a living body by the TDR method (page 4, upper right column, line 10 to page 7, lower right column, line 17). According to this method, the water content in the sample can be measured nondestructively and quantitatively, and information on the state of water such as free water or bound water can be obtained. preferable.

【0006】図3は、この誘電緩和の測定に使用するプ
ローブとシステムの概略図である。同図のように、誘電
緩和の測定に使用するプローブ1としては、単一の電極
2を筒状のプローブケース3内に設けたものが使用され
ている。プローブ1の電極2は、一端が試料Sに密着で
きるように開放されており、他端がケーブル4及びコネ
クター5を介して発振・受信装置6と接続している。こ
の発振・受信装置6には、励起信号を生成する発振器及
び試料Sからの反射波を受信する受信機が内蔵されてお
り、さらにそれぞれの波形を表示するオシロスコープが
接続している。また発振・受信装置6には、観測波形か
ら複素誘電率を求め、水分濃度を算出するコンピュータ
7が接続している。
FIG. 3 is a schematic diagram of a probe and a system used for measuring the dielectric relaxation. As shown in the figure, as the probe 1 used for measuring dielectric relaxation, a probe provided with a single electrode 2 in a cylindrical probe case 3 is used. One end of the electrode 2 of the probe 1 is open so that it can be in close contact with the sample S, and the other end is connected to the oscillation / reception device 6 via the cable 4 and the connector 5. The oscillation / reception device 6 has a built-in oscillator for generating an excitation signal and a receiver for receiving a reflected wave from the sample S, and is further connected to an oscilloscope for displaying respective waveforms. The oscillation / reception device 6 is connected to a computer 7 for obtaining a complex dielectric constant from an observed waveform and calculating a water concentration.

【0007】図4は、プローブ1に使用される電極2の
断面図である。同図のように、電極2は、芯線状の内部
電極21と、その周囲に絶縁体22を介して同軸状に配
された外部電極23からなり、内部電極21の先端面と
外部電極23の先端面とが測定試料に対する接触面を構
成している。
FIG. 4 is a sectional view of the electrode 2 used for the probe 1. As shown in the figure, the electrode 2 is composed of a core-shaped internal electrode 21 and an external electrode 23 disposed coaxially therearound via an insulator 22. The tip surface forms a contact surface with the measurement sample.

【0008】図5もプローブ1に使用される電極の変形
例2xの断面図である。この電極2xも図4の電極2と
同様に、芯線状の内部電極21と、その周囲に絶縁体2
2を介して同軸状に配された外部電極23からなるが、
電極2xの中央部から先端面に向かって内部電極21及
び外部電極23の内径の比率を一定にしつつそれらの径
を狭めたものである。このように試料に接することとな
る内部電極21の先端面の径を狭め、その先端面の面積
を小さくすることにより電極の電気長を短くすることが
できる。また、内部電極21の先端面の径を狭めるに際
しては、このように電極の任意の位置において、内部電
極21と外部電極23の内径との比率を一定にすること
により電極内のインピーダンスを一定にすることが好ま
しい。これにより誘電緩和測定時の多重反射を防止する
ことが可能となる。
FIG. 5 is also a sectional view of a modification 2x of the electrode used in the probe 1. Similarly to the electrode 2 of FIG. 4, the electrode 2x has a core-shaped internal electrode 21 and an insulator 2
2 comprises external electrodes 23 arranged coaxially through
The diameters of the internal electrodes 21 and the external electrodes 23 are reduced while the ratio of the inner diameters of the inner electrodes 21 and the outer electrodes 23 is kept constant from the center of the electrode 2x toward the tip end surface. In this way, the electrical length of the electrode can be shortened by reducing the diameter of the tip surface of the internal electrode 21 that comes into contact with the sample and reducing the area of the tip surface. Further, when the diameter of the tip end surface of the internal electrode 21 is reduced, the impedance in the electrode is kept constant by keeping the ratio between the internal electrode 21 and the inner diameter of the external electrode 23 at an arbitrary position of the electrode. Is preferred. This makes it possible to prevent multiple reflections during dielectric relaxation measurement.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
TDR法による水分測定では、プローブを密着させた試
料の測定部位が、その試料の表層の水分含量を測定する
上で適切な測定部位であるか否かを確認することなく、
単に試料の表面にプローブを密着させ、誘電率を測定し
ている。そのため、試料表面が肉眼観察では均一な性状
に見えても微視的には異なり、試料表層の水分含量を正
確に求められない場合があった。
However, in the conventional moisture measurement by the TDR method, is the measurement site of the sample to which the probe is closely attached a suitable measurement site for measuring the moisture content of the surface layer of the sample? Without confirming whether
The probe is simply brought into close contact with the surface of the sample, and the permittivity is measured. For this reason, even if the surface of the sample looks uniform by visual observation, it may be microscopically different, and the water content of the sample surface layer may not be accurately obtained.

【0010】例えば、皮膚の表面は、肉眼観察では平坦
な平面に見えても、微視的には図2に示すように、皮溝
S1 、皮丘S2 、汗腺S3 及び毛S4 が存在する。その
ため、皮膚表層の水分含量の測定時にプローブ1が毛S
4 上に位置すると、皮膚表層の角質細胞あるいは表皮細
胞中の水分含量を正確に測定していることにならない。
For example, although the surface of the skin appears to be a flat plane when observed with the naked eye, microscopically, as shown in FIG. 2, there are skin grooves S1, skin ridges S2, sweat glands S3, and hairs S4. Therefore, when measuring the moisture content of the skin surface layer, the probe 1
4 If it is located above, it does not mean that the water content in the keratinocytes or epidermal cells in the skin surface layer is accurately measured.

【0011】また、実際に皮膚表面を無作為に複数回繰
り返し測定した場合には、得られる水分量の測定値のば
らつきが相当大きくなるという問題があった。
In addition, when the skin surface is actually repeatedly measured a plurality of times at random, there is a problem that the obtained measured value of the amount of water greatly varies.

【0012】本発明は以上のような従来技術の課題を解
決しようとするものであり、試料における測定部位の性
状を確認しつつ試料表層の水分濃度を正確に測定できる
ようにする誘電緩和測定用プローブを得ることを目的と
する。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, and to provide a dielectric relaxation measurement method capable of accurately measuring the water concentration of the surface layer of a sample while confirming the properties of the measurement site in the sample. The purpose is to obtain a probe.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明者は、誘電緩和を
測定する一つのプローブ内に、試料の測定部位の拡大画
像を撮る撮像手段を組み込むことにより、上記の目的を
達成できることを見出し、本発明を完成させるに至っ
た。
Means for Solving the Problems The present inventor has found that the above object can be achieved by incorporating imaging means for taking an enlarged image of a measurement site of a sample in one probe for measuring dielectric relaxation, The present invention has been completed.

【0014】即ち、本発明は、芯線状の内部電極と、そ
の内部電極に絶縁体を介して同軸状に配された外部電極
とからなり、内部電極の先端面と外部電極の先端面とが
試料に対する接触面となる誘電緩和測定用電極及び該誘
電緩和測定用電極による試料の測定部位の拡大画像を撮
る撮像手段が設けられていることを特徴とする誘電緩和
測定用プローブを提供する。
That is, the present invention comprises a core-shaped internal electrode and an external electrode coaxially arranged on the internal electrode with an insulator interposed therebetween, and the front end surface of the internal electrode and the front end surface of the external electrode are formed. Provided is a probe for dielectric relaxation measurement, comprising: a dielectric relaxation measurement electrode serving as a contact surface with a sample; and an imaging means for taking an enlarged image of a measurement site of the sample by the dielectric relaxation measurement electrode.

【0015】本発明によれば、一つのプローブ内に誘電
緩和測定用電極と、拡大画像を撮る撮像手段とが設けら
れているので、誘電緩和測定用電極が試料に密着する部
位の拡大画像を容易に観察することが可能となる。この
ため、試料における測定部位の性状を微視的に確認しつ
つ誘電緩和測定用電極でその測定部位の誘電率を測定
し、水分濃度を求めることが可能となる。
According to the present invention, since the electrode for dielectric relaxation measurement and the imaging means for taking an enlarged image are provided in one probe, an enlarged image of a portion where the electrode for dielectric relaxation measurement is in close contact with the sample is provided. Observation can be easily performed. For this reason, it is possible to determine the moisture concentration by measuring the dielectric constant of the measurement site with the dielectric relaxation measurement electrode while microscopically checking the properties of the measurement site in the sample.

【0016】したがって、例えば皮膚を測定試料とする
場合に、撮像手段で皮膚表面の毛を確認しつつ、皮膚表
面の毛のない部位にプローブを密着させ、それにより正
確な皮膚表層の水分測定を可能とする。
Therefore, for example, when the skin is used as a measurement sample, the probe is brought into close contact with the hairless portion of the skin surface while confirming the hair on the skin surface by the image pickup means, whereby accurate moisture measurement of the skin surface layer can be performed. Make it possible.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に基づいて詳
細に説明する。なお、各図中、同一符号は同一又は同等
の構成要素を表している。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In each of the drawings, the same reference numerals represent the same or equivalent components.

【0018】図1は、本発明の一実施例のプローブ1A
の概略図である。このプローブ1Aは、プローブケース
3内に所定の電気長の電極2を有し、さらにこの電極2
が試料を測定する部位S0 の拡大画像を撮る撮像手段と
して、前方斜視型のボアスコープ30を有している。
FIG. 1 shows a probe 1A according to an embodiment of the present invention.
FIG. The probe 1A has an electrode 2 having a predetermined electric length in a probe case 3,
Has a front perspective borescope 30 as an imaging means for taking an enlarged image of the site S0 where the sample is measured.

【0019】このボアスコープ30は、電極2の測定部
位S0 、即ち電極2が試料に密着する部位を斜方から照
明する小型照明装置31、対物レンズ32、筒状のリレ
ーレンズ33からなり、小型照明装置31により測定部
位S0 を照明し、その測定部位S0 の像を形成する。ま
た、ボアスコープ30には、CCDカメラ34及びモニ
ター35が順次接続され、ボアスコープ30で形成され
た像をモニター35の画面で拡大画像として観察できる
ようになっている。
The borescope 30 comprises a small illuminator 31 for obliquely illuminating a measurement site S0 of the electrode 2, that is, a site where the electrode 2 is in close contact with the sample, an objective lens 32, and a cylindrical relay lens 33. The measurement site S0 is illuminated by the illumination device 31 to form an image of the measurement site S0. Further, a CCD camera 34 and a monitor 35 are sequentially connected to the borescope 30 so that an image formed by the borescope 30 can be observed on a screen of the monitor 35 as an enlarged image.

【0020】このようなボアスコープ30としては、工
業用内視鏡あるいは医療用内視鏡として市販されている
ものを使用することができ、例えば、(株)町田製作所
製ボアスコープFBtypeあるいはSLtype等を使用する
ことができる。
As such a borescope 30, a commercially available industrial endoscope or medical endoscope can be used. For example, a borescope FBtype or SLtype manufactured by Machida Manufacturing Co., Ltd. can be used. Can be used.

【0021】なお、ボアスコープとしては、上述の前方
斜視型の他に直視型や側視型も知られているが、電極2
を移動させることなく、その電極2の測定部位S0 の画
像を撮ることができるので、前方斜視型のボアスコープ
を使用することが好ましい。
As the borescope, a direct-view type and a side-view type are known in addition to the above-mentioned front perspective type.
Since it is possible to take an image of the measurement site S0 of the electrode 2 without moving the lens, it is preferable to use a front perspective borescope.

【0022】また、図1のボアスコープ30に取り付け
られている小型照明装置31は、本発明においては、必
要に応じて設けられるが、この小型照明装置31として
は、例えばハロゲンランプを光源とし、ライトガイドで
導光し、任意の部位を照明できるようにしたものを使用
する。
The small illuminator 31 attached to the borescope 30 shown in FIG. 1 is provided as needed in the present invention. As the small illuminator 31, for example, a halogen lamp is used as a light source. Use a light guide that guides the light and illuminates any part.

【0023】一方、電極2としては、芯線状の内部電極
と、その内部電極に絶縁体を介して同軸状に配された外
部電極からなり、内部電極の先端面と外部電極の先端面
とが試料に対する接触面となる誘電緩和測定用の開放型
電極である限り特に制限はない。例えば、図4あるいは
図5に示した従来の誘電緩和測定用電極と同様のものを
使用することができる。
On the other hand, the electrode 2 is composed of a core-shaped internal electrode and an external electrode coaxially arranged on the internal electrode via an insulator, and the front end surface of the internal electrode and the front end surface of the external electrode are formed. There is no particular limitation as long as it is an open-type electrode for measuring dielectric relaxation, which is a contact surface with the sample. For example, the same electrode as the conventional dielectric relaxation measurement electrode shown in FIG. 4 or 5 can be used.

【0024】なお、電気長γd の開放型電極を用いて試
料の誘電率を測定する場合に、本発明者らは、誘電率の
測定値εobs (γd )は次式(1)で表され、電気長γ
d の開放型電極を用いることにより、試料表面から深さ
略γd の範囲の平均的な水分含量を測定できることを見
出している(特願平7−150910号明細書)。
When measuring the dielectric constant of a sample using an open-type electrode having an electrical length of γd, the present inventors have calculated the dielectric constant ε obs (γd) by the following equation (1). , Electrical length γ
It has been found that by using an open-type electrode d, it is possible to measure the average water content in the range of approximately γd from the sample surface (Japanese Patent Application No. 7-150910).

【0025】[0025]

【数1】 式中、ε(z)は、表面からzの深さにおける誘電率を
表す。この誘電率は、誘電率測定における水の緩和時間
よりも十分に速い領域での誘電率εと水の緩和強度Δ
εとの和を意味し、この水の緩和強度Δεは、試料の含
水量に比例する。
(Equation 1) In the formula, ε (z) represents a dielectric constant at a depth of z from the surface. This dielectric constant is obtained by comparing the dielectric constant ε and the water relaxation intensity Δ in a region sufficiently faster than the water relaxation time in the dielectric constant measurement.
The relaxation strength Δ 水 の of water is proportional to the water content of the sample.

【0026】また、電極の電気長γd は、同軸ケーブル
等の伝送路の一端に複素誘電率ε(ω)の負荷を設
け、他端から角振動数ωの電磁波V(ω)を印加した場
合の当該電磁波V(ω)と、その反射波R(ω)と、負
荷の複素誘電率ε(ω)との関係式である次式(2)
において、パラメータγd として含まれるものである。
The electric length γd of the electrode is such that a load having a complex permittivity ε * (ω) is provided at one end of a transmission line such as a coaxial cable, and an electromagnetic wave V (ω) having an angular frequency ω is applied from the other end. Equation (2), which is a relational expression between the electromagnetic wave V (ω) in the case, the reflected wave R (ω), and the complex permittivity ε * (ω) of the load.
, Is included as a parameter γd.

【0027】[0027]

【数2】 この電気長γd は、電極側面部を絶縁体で被覆せずに、
複素誘電率ε(ω)が知られている公知の標準試料
に、電極先端部を先端面から1cm以上浸漬して反射波
を測定することにより求めることができる。
(Equation 2) This electrical length γd can be obtained without covering the side surface of the electrode with an insulator.
The electrode can be determined by immersing the electrode tip in a known standard sample having a known complex permittivity ε * (ω) of 1 cm or more from the tip face and measuring the reflected wave.

【0028】また、電気長γd は、電極の形状と大きさ
によって定まる電極固有の物理量であり、測定方法には
依存しない。したがって、周波数領域測定法あるいは時
間領域反射法(TDR法)のいずれの誘電緩和の測定方
法においても、電極の電気長は一定である。
The electrical length γd is a physical quantity unique to the electrode determined by the shape and size of the electrode, and does not depend on the measuring method. Therefore, the electrical length of the electrode is constant in any of the dielectric relaxation measurement methods such as the frequency domain measurement method and the time domain reflection method (TDR method).

【0029】そこで、本発明においては、試料の水分濃
度を測定する深さ、予想される深さ方向の濃度分布の様
式等に応じて、使用する電極2の電気量を適宜設定す
る。ただし、通常は、電気長1〜2000μmの範囲内
とすることが好ましく、より好ましくは10〜500μ
mとする。電気長が1μm未満であると反射波の波形変
化が小さすぎて正確な測定が困難となる。一方、電気長
が2000μmを超えるとGHz領域の信号の減衰が大
きくなって測定精度が低下する。
Therefore, in the present invention, the quantity of electricity of the electrode 2 to be used is appropriately set according to the depth at which the moisture concentration of the sample is measured, the expected mode of the concentration distribution in the depth direction, and the like. However, usually, the electric length is preferably in the range of 1 to 2000 μm, more preferably 10 to 500 μm.
m. If the electrical length is less than 1 μm, the change in the waveform of the reflected wave is too small, making accurate measurement difficult. On the other hand, when the electrical length exceeds 2000 μm, the attenuation of the signal in the GHz range increases, and the measurement accuracy decreases.

【0030】また、電極2の電気長を所期の値とするた
めの具体的方法としては、例えば、内部電極が試料に接
触する電極の先端面の面積を適宜変えればよく、また、
内部電極と外部電極との先端面における間隔を適宜変え
てもよい。例えば、内部電極の先端面を径10μm〜2
70μmの円形とし、内部電極と外部電極との間隔を1
0μm〜310μmとすることにより、電気長100μ
m以下の電極を、誘電率の測定時に電極と接続すること
となる同軸ケーブルとのインピーダンスの整合性よく得
ることができる。
As a specific method for setting the electrical length of the electrode 2 to a desired value, for example, the area of the tip surface of the electrode where the internal electrode contacts the sample may be appropriately changed.
The distance between the inner electrode and the outer electrode at the tip surface may be changed as appropriate. For example, the tip surface of the internal electrode has a diameter of 10 μm to 2 μm.
70 μm circle, and the distance between the internal and external electrodes is 1
When the length is 0 μm to 310 μm, the electrical length is 100 μm.
An electrode of m or less can be obtained with good impedance matching with a coaxial cable to be connected to the electrode when measuring the dielectric constant.

【0031】本発明のプローブ1Aを使用し、その電極
2で誘電緩和を求める方法自体は、周波数領域測定法あ
るいは時間領域反射法(TDR法)のいずれによっても
よく、それぞれ公知の方法によることができる。
The method of determining the dielectric relaxation at the electrode 2 using the probe 1A of the present invention may be either a frequency domain measurement method or a time domain reflection method (TDR method). it can.

【0032】以上、図1に示したプローブ1Aについて
本発明を詳細に説明したが、この他本発明は種々の態様
をとることができる。例えば、図1のプローブ1Aには
一つのプローブケース3内に一つの電極2を設けた例を
示したが、必要に応じて複数の電極を内蔵させてもよ
い。この場合、複数の電極の電気長を互いに異ならせて
もよく、あるいは同一としてもよい。試料の深さ方向の
水分濃度分布を求める場合に、電気長が異なる複数の電
極での誘電率を求めることが必要とされる場合でも、一
つのプローブに電気長の異なる複数の電極を内蔵させて
おくことにより、このプローブを用いた一度の誘電率測
定操作で簡便に測定を行うことができる。また、ある特
定の深さでの水分濃度の測定精度を向上させるために特
定の電気長の電極での誘電率を複数回繰り返し測定する
ことが必要となる場合でも、一つのプローブに電気長が
等しい複数の電極を内蔵させておくことにより、このプ
ローブを用いた一度の誘電率測定操作で所定の電気長で
の誘電率測定を複数回同時に行ったことになる。したが
って、トータルの測定時間を短縮させることができ、ま
た、測定ごとに試料の同一測定部位に電極をあわせると
いう繁雑さも解消することが可能となる。
Although the present invention has been described in detail with respect to the probe 1A shown in FIG. 1, the present invention can take various other forms. For example, although an example is shown in which one electrode 2 is provided in one probe case 3 in the probe 1A of FIG. 1, a plurality of electrodes may be incorporated as needed. In this case, the electrical lengths of the plurality of electrodes may be different from each other, or may be the same. When obtaining the water concentration distribution in the depth direction of the sample, even if it is necessary to obtain the permittivity of a plurality of electrodes having different electrical lengths, it is necessary to incorporate a plurality of electrodes with different electrical lengths into one probe. By doing so, measurement can be easily performed by a single dielectric constant measurement operation using this probe. Also, even when it is necessary to repeatedly measure the dielectric constant of an electrode having a specific electrical length a plurality of times in order to improve the measurement accuracy of the moisture concentration at a specific depth, the electrical length can be measured by one probe. By incorporating a plurality of equal electrodes, the dielectric constant measurement at a predetermined electrical length is simultaneously performed a plurality of times by a single dielectric constant measurement operation using this probe. Therefore, the total measurement time can be reduced, and the complexity of adjusting the electrodes to the same measurement site of the sample for each measurement can be eliminated.

【0033】また、本発明のプローブには、必要に応じ
て電極を試料に密着させるためのガイド、電極を試料表
面に所定の圧力で押し付けるスプリング等の押圧手段、
水分以外の情報を同時に取得するためのセンサー類、例
えば、温度センサー、pHセンサー、ドップラー血流
計、色調計、圧力センサー、粘弾性測定用振動子、断層
撮影用超音波プローブ、マイクロホン、光ファイバー、
1KHz〜100MHzの電磁波受信装置等を設けるこ
とができる。
The probe of the present invention has a guide for bringing the electrode into close contact with the sample, if necessary, a pressing means such as a spring for pressing the electrode against the surface of the sample with a predetermined pressure,
Sensors for simultaneously acquiring information other than moisture, such as a temperature sensor, a pH sensor, a Doppler blood flow meter, a color tone meter, a pressure sensor, a viscoelasticity measuring transducer, an ultrasonic probe for tomography, a microphone, an optical fiber,
An electromagnetic wave reception device of 1 kHz to 100 MHz or the like can be provided.

【0034】本発明のプローブが測定対象とする試料に
ついては特に制限はない。試料表面付近に水分濃度を有
するものを広く測定対象とすることができるが、特に、
皮膚、食品、農水産物、木材、コンクリートなどのよう
に微視的には不均一な表面を有するものに有用である。
The sample to be measured by the probe of the present invention is not particularly limited. Although those having a water concentration near the sample surface can be widely measured, in particular,
It is useful for microscopically uneven surfaces such as skin, food, agricultural and marine products, wood, concrete and the like.

【0035】[0035]

【発明の効果】本発明の誘電緩和測定用プローブによれ
ば、試料における測定部位の性状を確認しつつ試料表層
の水分濃度を正確に測定することが可能となる。
According to the probe for dielectric relaxation measurement of the present invention, it is possible to accurately measure the water concentration in the surface layer of a sample while confirming the properties of the measurement site in the sample.

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

【図1】本発明の誘電緩和測定用プローブ、及びそのプ
ローブを用いた誘電緩和測定により水分濃度を測定する
システム概略図である。
FIG. 1 is a schematic diagram of a probe for measuring dielectric relaxation of the present invention and a system for measuring a water concentration by dielectric relaxation measurement using the probe.

【図2】プローブを皮膚表面に密着させ、誘電緩和測定
を行っている状態の説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating a state in which a probe is brought into close contact with the skin surface and dielectric relaxation measurement is being performed.

【図3】従来の誘電緩和測定用プローブ、及びそのプロ
ーブを用いた誘電緩和測定により水分濃度を測定するシ
ステム概略図である。
FIG. 3 is a schematic diagram of a conventional probe for measuring dielectric relaxation and a system for measuring a water concentration by dielectric relaxation measurement using the probe.

【図4】誘電緩和測定用電極の断面図である。FIG. 4 is a sectional view of an electrode for dielectric relaxation measurement.

【図5】誘電緩和測定用電極の断面図である。FIG. 5 is a sectional view of an electrode for dielectric relaxation measurement.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,1A プローブ 2 誘電緩和測定用電極 3 プローブケース 4 同軸ケーブル 5 コネクター 6 発振・受信装置 7 コンピュータ 21 内部電極 22 絶縁体 23 外部電極 30 ボアスコープ 31 小型照明装置 32 対物レンズ 33 リレーレンズ 34 CCDカメラ 35 モニター S0 測定部位 1, 1A probe 2 Dielectric relaxation measurement electrode 3 Probe case 4 Coaxial cable 5 Connector 6 Oscillator / receiver 7 Computer 21 Internal electrode 22 Insulator 23 External electrode 30 Borescope 31 Small illumination device 32 Objective lens 33 Relay lens 34 CCD camera 35 Monitor S0 Measurement site

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 芯線状の内部電極と、その内部電極に絶
縁体を介して同軸状に配された外部電極とからなり、内
部電極の先端面と外部電極の先端面とが試料に対する接
触面となる誘電緩和測定用電極及び該誘電緩和測定用電
極による試料の測定部位の拡大画像を撮る撮像手段が設
けられていることを特徴とする誘電緩和測定用プロー
ブ。
1. An internal electrode having a core wire shape and an external electrode coaxially disposed on the internal electrode via an insulator, wherein a tip surface of the internal electrode and a tip surface of the external electrode are in contact with a sample. A dielectric relaxation measurement probe, comprising: a dielectric relaxation measurement electrode to be used; and an imaging means for taking an enlarged image of a measurement site of a sample by the dielectric relaxation measurement electrode.
【請求項2】 撮像手段がボアスコープである請求項1
記載の誘電緩和測定用プローブ。
2. An imaging device according to claim 1, wherein said imaging means is a borescope.
The probe for measuring dielectric relaxation according to the above.
【請求項3】 ボアスコープが、誘電緩和測定用電極に
よる試料の測定部位を照明する小型照明装置を有し、試
料の測定部位を斜方から撮像する前方斜視型ボアスコー
プである請求項2記載の誘電緩和測定用プローブ。
3. The borescope according to claim 2, wherein the borescope has a small illumination device for illuminating a measurement site of the sample by the dielectric relaxation measurement electrode, and is a front oblique borescope for obliquely imaging the measurement site of the sample. Probe for dielectric relaxation measurement.
JP31313496A 1996-11-07 1996-11-07 Probe for dielectric relaxation measurement Pending JPH10142170A (en)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007089920A (en) * 2005-09-29 2007-04-12 Toshiba Corp Living body diagnostic apparatus
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WO2023132034A1 (en) * 2022-01-06 2023-07-13 日本電信電話株式会社 Dielectric spectroscopic sensor
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