JPS5818156A - 水分含有率測定装置 - Google Patents
水分含有率測定装置Info
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- JPS5818156A JPS5818156A JP11534681A JP11534681A JPS5818156A JP S5818156 A JPS5818156 A JP S5818156A JP 11534681 A JP11534681 A JP 11534681A JP 11534681 A JP11534681 A JP 11534681A JP S5818156 A JPS5818156 A JP S5818156A
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- JP
- Japan
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- electrodes
- measured
- electrode
- moisture content
- dielectric constant
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
- G01N27/22—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating capacitance
- G01N27/226—Construction of measuring vessels; Electrodes therefor
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は被測定物体の水分含有率を測定する装置、特に
被測定物体の表面に付着した水分の影響を受けることな
くＩＩ測定物体のバルク部分の水分含有率を非破壊的に
精度良（測定する装置に関するものである。
被測定物体の表面に付着した水分の影響を受けることな
くＩＩ測定物体のバルク部分の水分含有率を非破壊的に
精度良（測定する装置に関するものである。
近年タイヤ業界においては、タイヤを構成して・いるト
レッド部やサイドウオール部などのゴムの水分含有率が
タイヤに与える影響について詳細な検討がなされてきた
。これは過酷な条件下で使用されるタイヤの耐久性、各
種特性をより一層正確に把握するために必要となってき
たものである。
レッド部やサイドウオール部などのゴムの水分含有率が
タイヤに与える影響について詳細な検討がなされてきた
。これは過酷な条件下で使用されるタイヤの耐久性、各
種特性をより一層正確に把握するために必要となってき
たものである。
一般に、水分含有率を測定する方法は種々提案されてお
り、非破壊的に測定する方法も幾つか提案されており、
タイヤのゴムの水分含有率を測定するのにも適用できる
ものもある。例えば一本の針状のセンナ電極をタイヤに
挿入し、これら電極を高周波回路に接続し、水分含有率
の関数として便化する誘電率を電極間の静電容量として
検出する方法が考えられる。しかしながら、自動車に装
着されたタイヤは、タイヤの外皮に付着した水分がゴム
の表面層に浸透し、この表面層は高い水分′・含有率を
有するものとなっている。したがって上述したセンナ電
極をタイヤ外皮から挿入して測定すると、この表面層の
高い水分含有率の影響に・よってバルク部分の水分含有
率の溜定値を正確に求めることかできず、一般に高い値
が検出されてしまうことになる。上述したようにタイヤ
の各種特性を検討する際にはタイヤのバルク部分の水分
含有率を知ることが重要となる場合があり、従来の測定
装置ではこのような要求を満たすことはできない欠点が
あった。
り、非破壊的に測定する方法も幾つか提案されており、
タイヤのゴムの水分含有率を測定するのにも適用できる
ものもある。例えば一本の針状のセンナ電極をタイヤに
挿入し、これら電極を高周波回路に接続し、水分含有率
の関数として便化する誘電率を電極間の静電容量として
検出する方法が考えられる。しかしながら、自動車に装
着されたタイヤは、タイヤの外皮に付着した水分がゴム
の表面層に浸透し、この表面層は高い水分′・含有率を
有するものとなっている。したがって上述したセンナ電
極をタイヤ外皮から挿入して測定すると、この表面層の
高い水分含有率の影響に・よってバルク部分の水分含有
率の溜定値を正確に求めることかできず、一般に高い値
が検出されてしまうことになる。上述したようにタイヤ
の各種特性を検討する際にはタイヤのバルク部分の水分
含有率を知ることが重要となる場合があり、従来の測定
装置ではこのような要求を満たすことはできない欠点が
あった。
本発明は上述した従来の欠点を除去し、被測定物体の表
面層の水分含有率に影響されずにバルク部の水分含有率
を正確、簡単にかつ非破壊的に測定することができる装
置を提供しようとするもの“である〇 本発明は、被測定物体に挿入されたセンサ電極を高周波
回路に接続し、被測定物体の水分含有率の関数として変
化する誘電率を、前記センサ電極間の静電容量として検
出して水分含有率を測定する装置において、前記センサ
電極を、センサの電極取付面に対して−直に取付けられ
た少なくとも３本の針状電極を以って構成し、これら３
本の針状電極の内の１本の長さを他の一本の長さよりも
短かくシ、被測定物体の表面の水分の影響を除去し”・
得るよう構成したことを特徴とするものである。
面層の水分含有率に影響されずにバルク部の水分含有率
を正確、簡単にかつ非破壊的に測定することができる装
置を提供しようとするもの“である〇 本発明は、被測定物体に挿入されたセンサ電極を高周波
回路に接続し、被測定物体の水分含有率の関数として変
化する誘電率を、前記センサ電極間の静電容量として検
出して水分含有率を測定する装置において、前記センサ
電極を、センサの電極取付面に対して−直に取付けられ
た少なくとも３本の針状電極を以って構成し、これら３
本の針状電極の内の１本の長さを他の一本の長さよりも
短かくシ、被測定物体の表面の水分の影響を除去し”・
得るよう構成したことを特徴とするものである。
以下図面を参照して本発明の詳細な説明する。
第１図は本発明の水分含有率測定装置の一実施例におけ
るセンサの構成を示すものであり、第１図ムは側面図、
第１ｖ：ＪＢは平面図である。本例のセンサｌにおいて
は電極取付部−の電極取付面コａにほぼ垂直に３本の針
状電極３，４Ｉおよび！を取付ける・これら電極の内、
電極３．ダの長さｌよけ他の１本の電極ｊの長さ！、よ
りも長くする。
るセンサの構成を示すものであり、第１図ムは側面図、
第１ｖ：ＪＢは平面図である。本例のセンサｌにおいて
は電極取付部−の電極取付面コａにほぼ垂直に３本の針
状電極３，４Ｉおよび！を取付ける・これら電極の内、
電極３．ダの長さｌよけ他の１本の電極ｊの長さ！、よ
りも長くする。
すなわち、電極３．ダの長さｌよけ被測定物体の “表
面層を越えてバルク部まで達する長さとするが、電極ｊ
の長さ！２はバルク部まで達せず、表面層でＨ金ように
する。これら電極３．ダおよびｊは円筒部≦内に通した
導＠７．ｒおよび９を経てそれぞれ測定回路に接続する
。第１！ｌ！！ＩＢに示すように３本の電極３．！およ
びｊはそれぞれ正三角形の頂点位置に配置し、それぞれ
の電極間の距離が互いに等しくなるようにしである。さ
らに各電極の先端は鋭く劣らせて針状とし、タイヤ等の
被測定物体中に容易に挿入し得るようにすると共に被測
定物体を損傷しないようにする。勿論タイヤに・電極を
挿入すれば穴はあくが、電極は非常に細いので、電極を
引抜いた後は穴は置められて跡が残るようなことはなく
、非破壊的な測定が可能である◎さらに、本例では電極
取付部−と円筒部４とは着脱自在となっており、種々の
長さの電極な取付けた電極取付部を幾つか用意しておき
、測定すべき物体の種類や寸法、測定すべき位置（深さ
）に応じて最適の長さの電極を取付けた電極取付部を選
択的に用いるようにする。
面層を越えてバルク部まで達する長さとするが、電極ｊ
の長さ！２はバルク部まで達せず、表面層でＨ金ように
する。これら電極３．ダおよびｊは円筒部≦内に通した
導＠７．ｒおよび９を経てそれぞれ測定回路に接続する
。第１！ｌ！！ＩＢに示すように３本の電極３．！およ
びｊはそれぞれ正三角形の頂点位置に配置し、それぞれ
の電極間の距離が互いに等しくなるようにしである。さ
らに各電極の先端は鋭く劣らせて針状とし、タイヤ等の
被測定物体中に容易に挿入し得るようにすると共に被測
定物体を損傷しないようにする。勿論タイヤに・電極を
挿入すれば穴はあくが、電極は非常に細いので、電極を
引抜いた後は穴は置められて跡が残るようなことはなく
、非破壊的な測定が可能である◎さらに、本例では電極
取付部−と円筒部４とは着脱自在となっており、種々の
長さの電極な取付けた電極取付部を幾つか用意しておき
、測定すべき物体の種類や寸法、測定すべき位置（深さ
）に応じて最適の長さの電極を取付けた電極取付部を選
択的に用いるようにする。
第２図は上述したセンサｌの電極Ｊ、ｌおよびＩに接続
される測定回路の構成を示すブロック図である。被測定
物体であるタイヤ１０の表面からセンサ／の電極３．ダ
およびｊを図面に示すように挿入する。これら電極は上
述したように長さが相違しており、長さｌ工の電極Ｊお
よびダは１Ｉ１１１７およびｔを経て第１検出回路１２
に接続し、長さｌ工の電極３および長さ１２の電極ｊは
第コ検出回路／Ｊに接続する。このように第７および第
一の検出回路１２および１３に共通に接続さ篩′長さｌ
工の電極°Ｊは共通電極であり、検出回路／Ｊ 、 ／
１において接地されている・第１および第１の検出回路
１２および１３には高周波発振器ｌＦから所定の周波数
の高周波信号を供給する。この高周波信号は導＠７．１
および９を経てそれぞれ電極３．参およびＳに供給され
る・したがって電極Ｊとダの間および３と！の間に高周
波電界が印加されることになる。ここで被測定物体であ
るタイヤ１０は誘電体であるが、その誘電率は水分含有
率に応じて変化する・すなわち、タイヤに使用されるゴ
ムの誘電率は約コ、３〜２．４であるのに対し、水の誘
電率は約１ｏであるから、水分含有率が増大するのに伴
なって誘電率は高くなる。第３図は、この関係を横軸に
水分含有率、縦軸に誘電率をとって示すグラフである。
される測定回路の構成を示すブロック図である。被測定
物体であるタイヤ１０の表面からセンサ／の電極３．ダ
およびｊを図面に示すように挿入する。これら電極は上
述したように長さが相違しており、長さｌ工の電極Ｊお
よびダは１Ｉ１１１７およびｔを経て第１検出回路１２
に接続し、長さｌ工の電極３および長さ１２の電極ｊは
第コ検出回路／Ｊに接続する。このように第７および第
一の検出回路１２および１３に共通に接続さ篩′長さｌ
工の電極°Ｊは共通電極であり、検出回路／Ｊ 、 ／
１において接地されている・第１および第１の検出回路
１２および１３には高周波発振器ｌＦから所定の周波数
の高周波信号を供給する。この高周波信号は導＠７．１
および９を経てそれぞれ電極３．参およびＳに供給され
る・したがって電極Ｊとダの間および３と！の間に高周
波電界が印加されることになる。ここで被測定物体であ
るタイヤ１０は誘電体であるが、その誘電率は水分含有
率に応じて変化する・すなわち、タイヤに使用されるゴ
ムの誘電率は約コ、３〜２．４であるのに対し、水の誘
電率は約１ｏであるから、水分含有率が増大するのに伴
なって誘電率は高くなる。第３図は、この関係を横軸に
水分含有率、縦軸に誘電率をとって示すグラフである。
一般にタイヤの水分含有率はｏ、ｔ Ｎｔ、ｚ ｓの範
囲にあり、この範囲の中では水分含有率と誘電率とはほ
ぼ直線的な関係にある・したがってタイヤの誘電率を測
定することによって水分含有率を知ることができる０こ
の誘電率を、本発明では電極間の静電容量として検出す
る。このために第１およ・び第コの検出回路１２および
１３には電極Ｊ、ダおよびＪ、ｊにそれぞれ接続した共
振回路を設ける。
囲にあり、この範囲の中では水分含有率と誘電率とはほ
ぼ直線的な関係にある・したがってタイヤの誘電率を測
定することによって水分含有率を知ることができる０こ
の誘電率を、本発明では電極間の静電容量として検出す
る。このために第１およ・び第コの検出回路１２および
１３には電極Ｊ、ダおよびＪ、ｊにそれぞれ接続した共
振回路を設ける。
第１の検出回路１２に接続した電極Ｊおよびダの長さｌ
よけ長く、タイヤｌσの表面層１０＆を越えてバルク部
ｔ７ｙｂにまで達しているので、これらの電極間の静電
容量は表面層１０ｅＬおよびバルク部／ゐの全体の誘電
率によって決まる。これに対して、第コ検出回路１３に
接続した電極３およびｊの内、短かい方の電極！、はバ
ルク部１０ｂｔで達していないので、これらの電極Ｊお
よび！間の静電容量は表面層１０＆の誘電率によって決
まる。したがって、これら第１および第２の検出回路１
２および／Ｊの出力検出信号な減算回路／１に供給し、
両償号の差分をとることによってタイヤ１０のバルク部
１０ｂのみの誘電率によって決まる静電容量の値を検出
することができる。この場合、電極間には抵抗分もある
が、タイヤゴムの抵抗値は高いのでその変化分は無視す
ることができ、検出出力中には殆んど現われない＠ このようにして減算回路Ｂから供給される、ダイヤ１０
のバルク部１０ｂの誘電率によって主として決まる検出
信号を次に演算処理回路／４に供給し、ここで電極の構
造、タイヤのゴムの材質、発振器ｌ＃の発振周波７含有
率との関係を表わす種々のパラメータ等を考慮して水分
含有率（％）に換算する。このようにして求めた水分含
有率を表示装置１７に供給し、デジタル数値として可視
的に表示したり、プリントアウトする。上述したところ
から明、らかなようにこのようにして表示される水分含
有率の値はタイヤ１０の表面層１（＆の水分含有率に影
響されず、バルク部１０ｂの水分含有率を正確に表わす
ものとなる・ 本発明は上述した例にのみ限定されるものではなく、幾
多の変形が可能である。例えば上述した例では３本の電
極を設け、その内の１本の長さを他の一本よりも短かく
したが、例えば参事の電極を設け、その内の２本の長さ
を短かくしてもよい〇さらに上述した例では３本の電極
を正三角形の頂点位置に配置したが、例えば−直線上に
配置してもよく、さらにこの場合に電極間の間隔は必ら
ず化も等しくする必要はない。しかし、この場合には長
い電極の検出出力中の表面層による部分と短かい電極の
検出出力とが等しくなるような信号処理が必要となるの
で、上述した実施例のように電極間の間隔を等しくした
方が信号処理が簡単となるので宥和である◎ 上述したように本発明によれば長さの相違する一組のセ
ンサ電極を用い、２つの検出出力の差をとるという簡単
な構成により被測定物体の表面層の水分に影響されずに
バルク部の水分含有率を正確に測定することができる。
よけ長く、タイヤｌσの表面層１０＆を越えてバルク部
ｔ７ｙｂにまで達しているので、これらの電極間の静電
容量は表面層１０ｅＬおよびバルク部／ゐの全体の誘電
率によって決まる。これに対して、第コ検出回路１３に
接続した電極３およびｊの内、短かい方の電極！、はバ
ルク部１０ｂｔで達していないので、これらの電極Ｊお
よび！間の静電容量は表面層１０＆の誘電率によって決
まる。したがって、これら第１および第２の検出回路１
２および／Ｊの出力検出信号な減算回路／１に供給し、
両償号の差分をとることによってタイヤ１０のバルク部
１０ｂのみの誘電率によって決まる静電容量の値を検出
することができる。この場合、電極間には抵抗分もある
が、タイヤゴムの抵抗値は高いのでその変化分は無視す
ることができ、検出出力中には殆んど現われない＠ このようにして減算回路Ｂから供給される、ダイヤ１０
のバルク部１０ｂの誘電率によって主として決まる検出
信号を次に演算処理回路／４に供給し、ここで電極の構
造、タイヤのゴムの材質、発振器ｌ＃の発振周波７含有
率との関係を表わす種々のパラメータ等を考慮して水分
含有率（％）に換算する。このようにして求めた水分含
有率を表示装置１７に供給し、デジタル数値として可視
的に表示したり、プリントアウトする。上述したところ
から明、らかなようにこのようにして表示される水分含
有率の値はタイヤ１０の表面層１（＆の水分含有率に影
響されず、バルク部１０ｂの水分含有率を正確に表わす
ものとなる・ 本発明は上述した例にのみ限定されるものではなく、幾
多の変形が可能である。例えば上述した例では３本の電
極を設け、その内の１本の長さを他の一本よりも短かく
したが、例えば参事の電極を設け、その内の２本の長さ
を短かくしてもよい〇さらに上述した例では３本の電極
を正三角形の頂点位置に配置したが、例えば−直線上に
配置してもよく、さらにこの場合に電極間の間隔は必ら
ず化も等しくする必要はない。しかし、この場合には長
い電極の検出出力中の表面層による部分と短かい電極の
検出出力とが等しくなるような信号処理が必要となるの
で、上述した実施例のように電極間の間隔を等しくした
方が信号処理が簡単となるので宥和である◎ 上述したように本発明によれば長さの相違する一組のセ
ンサ電極を用い、２つの検出出力の差をとるという簡単
な構成により被測定物体の表面層の水分に影響されずに
バルク部の水分含有率を正確に測定することができる。
第１図ムおよびＢは本発明の水分含有率測定装置のセン
サーの一例の構成を示す正面図および平面図、 ＃！−図は本発明の測定装置の全体の構成を示すブロッ
ク図、 第Ｊｖ！Ｊは水分含有率と誘電率との関係を示すグラフ
である。 ｌ・・・センサ、コ・・・電極取付部、コａ・・・電極
取付、［１、Ｊ、４Ｉ、！・・・針状電極、１０・・・
被測定物体、／（７ａ・・・表面層、１０ｂ・・・バル
ク部、／２１１３・・・第１１第コ検出回路、１４＋・
・・高周波発振器、／ｊ・・・減算回路、／４・・・演
算処理回路、１７・・・表示装置。 特許出願人 リッジヨー電産株式公社 同 出願人 ブリデストンタイヤ株式会社第２図
サーの一例の構成を示す正面図および平面図、 ＃！−図は本発明の測定装置の全体の構成を示すブロッ
ク図、 第Ｊｖ！Ｊは水分含有率と誘電率との関係を示すグラフ
である。 ｌ・・・センサ、コ・・・電極取付部、コａ・・・電極
取付、［１、Ｊ、４Ｉ、！・・・針状電極、１０・・・
被測定物体、／（７ａ・・・表面層、１０ｂ・・・バル
ク部、／２１１３・・・第１１第コ検出回路、１４＋・
・・高周波発振器、／ｊ・・・減算回路、／４・・・演
算処理回路、１７・・・表示装置。 特許出願人 リッジヨー電産株式公社 同 出願人 ブリデストンタイヤ株式会社第２図
Claims (1)
- ＬＩ！測定物体に挿入されたセンナ電極を高周波回路に
接続し、被測定物体の水分含有率の関数として変化する
誘電率を、前記センナ電極間の静電容量として検出して
水分含有率を測定する装置において、前記センナ電極を
、センサの電極取付面に対して働直に取付けられた少な
くとも３本の針状電極を以って構成し、これら３本の針
状電極の内の１本の長さを他の２本の長さよりも短かく
シ、被測定物体の表面の水分の影響を除資し得るよう構
成したことを特徴とする水分含有率測定装置・
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11534681A JPS5818156A (ja) | 1981-07-24 | 1981-07-24 | 水分含有率測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11534681A JPS5818156A (ja) | 1981-07-24 | 1981-07-24 | 水分含有率測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5818156A true JPS5818156A (ja) | 1983-02-02 |
Family
ID=14660250
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11534681A Pending JPS5818156A (ja) | 1981-07-24 | 1981-07-24 | 水分含有率測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5818156A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999030140A1 (de) * | 1997-12-11 | 1999-06-17 | Forschungszentrum Karlsruhe Gmbh | Verfahren zur bestimmung des volumetrischen flüssigwasseranteils und der dichte von schnee und vorrichtung zur durchführung des verfahrens |
-
1981
- 1981-07-24 JP JP11534681A patent/JPS5818156A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999030140A1 (de) * | 1997-12-11 | 1999-06-17 | Forschungszentrum Karlsruhe Gmbh | Verfahren zur bestimmung des volumetrischen flüssigwasseranteils und der dichte von schnee und vorrichtung zur durchführung des verfahrens |
| US6313645B1 (en) | 1997-12-11 | 2001-11-06 | Forschungszenfrum Karlsruhe Gmbh | Method of determining the volumetric proportion of liquid water and the density of snow and a device for carrying out the method |
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