JPS5847658B2 - スイブンガンリヨウノソクテイソウチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、水分含量測定装置に関する。

自由波が分子共振の結果として遊離水がマイクロ波エネ
ルギを吸収する事実を利用する、ウエブすなわち幅状体
たとえば製紙機械を通過する幅状体の水分を測定する装
置は従来からよく知られている。

マイクロ波エネルギの減衰は、励振周波数が分子の固有
共振周波数であるときに起る。

たとえば１つの吸収ピークは２０ないし２ ５ ＧＨｚ
の帯域で起る。

とくに従来マイクロ波信号は、水分含有材料から成るシ
ートすなわち幅状体を経て伝わる。

またこの信号によりそのシートの通過に次いで受ける損
失を測定して水分含量の測定を行う装置が得られる。

改良した装置ではマイクロ波信号を２回シートを通過さ
せて装置感度を増す。

前記したような装置は、シートの水分含量がたとえば製
紙機械の湿り端部におけるように比較的大きい場所では
満足の得られる作用をするが、これ等の装置は、シート
の水分含量が比較的低い場所では有効に作用しない。

このことは、シートを通過する際の信号損失がシートの
厚みによって定まることから生ずる。

信号を幅状体を経て送る装置の有効性は送信装置および
対応受信装置の数を増すだけでは高めることができない
のは明らかである。

たとえば同じマイクロ波電力源Ｐから給電されそれぞれ
信号をシートの各増分面積を経て指向けるようにした個
数ｎの送信アンテナまたはホーンの配置を考える。

各送信ホーンにおける電力がＰ／ｎであることは明らか
である。

さらにそれぞれ各送信ホーンに協働し、協働する送信ホ
ーンだけから信号を受けるようにした等しい個数の受信
ホーンを考える。

送信ホーンの１つから協働する受信ホーンに送る際に信
号の受ける損示がＬであれば、各受信ホーンにおける信
号電力準位はＬ Ｐ ／ ｎになる。

全部の受信ホーンを同じ検出器に接続すれば、しの検出
器の電力準位は、ＬＰに等しいｎ（ＬＰ／ｎ）になる。

すなわちこのようなマイクロ波水分測定装置の感度は送
信装置および受信装置の個数には無関係である。

同じ理由でマイクロ波測定装置の感度は送信装置の放射
パターンには無関係である。

本発明によれば従来のマイクロ波測定装置の欠点を除い
たマイクロ波低水分測定装置が得られる。

本装置は、製紙機械の乾燥端における幅状体の水分含量
のような低い水分含量を測定する際に使うのにとくに適
している。

さらに本発明の目的は、従来のマイクロ波水分測定装置
より感度の高いマイクロ波低水分測定装置を供給しよう
とするにある。

本マイクロ波低水分測定装置の感度は、その使おうとす
る用途に従って前似って容易に定めることができる。

本発明の目的は、従来のマイクロ波水分測定装置より感
度の高いマイクロ波低水分測定装置を提供しようとする
にある。

本発明の池の目的は、製紙機械の乾燥端における幅状体
の水分含量のような低い水分含量を測定するのにとくに
使うようにしたマイクロ波低水分測定装置を提供しよう
とするにある。

さらに本発明の目的は、従来のマイクロ波測定装置より
感度の高いマイクロ波低水分測定装置を提供しようとす
るにある。

なお本発明の池の目的は、特定の設備に対し前以って感
度を容易に定められるマイクロ波低水分測定装置を提供
しようとするにある。

なお本発明の目的は、使用する水分含有材料の幅状体の
厚みに作用が無関係なマイクロ波低水分測定装置を提供
しようとするにある。

一般に本発明によれば、導電性材料により支えられ水分
含有幅状体に密接に接触するように位置させた誘電体の
帯状部片を備え、マイクロ波信号を細長い波案内区間の
一端部に加えてマイクロ波信号が前記波案内区間に沿っ
て通る際にこのマイクロ波信号の減衰が幅状体の水分含
量の測定値になるようにしたマイクロ波低水分測定装置
が得られる。

さらに本発明によれば、誘電体である紙等の幅状体が表
面波案内の誘電体の帯状部片の一方の表面と接触し一体
部分を形成し、電力損失は水分含量及び波案内の長さに
よって左右されると共に帯状部片の池方の表面は、池の
誘電体と接触しないように導電性支持部片と接触するこ
とによって、従来のマイクロ波測定装置に比べて、誘電
帯の帯状部片と接触している幅状体の電気的特性の変化
に非常に敏感である。

以下本発明測定装置の実施例を添付図面について詳細に
説明する。

第１図に示すように本発明によるマイクロ波低水分測定
装置１０は、水分含量を測定しようとする幅状体１４に
対し作動関係に位置させるようにした破線のわくで示し
たヘッド１２を備えている。

測定装置１０のヘッド１２内に含まれるマイクロ波部分
は、たとえばガンダイオードから或るマイクロ波発振器
１６から成っている。

ガンダイオードは２０ないし２ ５ ＧＨｚの範囲の周
周数を持つ信号を出す。

導波管すなわち波案内１８は、発振器１６から方向結合
器２０に信号を送る。

結合器２０は、発振器１６から検出器２２に信号出力の
約１６％を送りまた残りの８４％を導波管すなわち波案
内２４に送る。

波案内２４は信号をなお詳しく後述する表面波導波管す
なわち表面波案内に導く。

波案内２８は表面波案内２６の出力を検出器３０に導く
。

各検出器３０，２２は当業界にはよく知られている任意
適当な形式のものでよい。

第１０図に示すように、適当なフランジ１４０を設けた
方形波案内１３８に取付けられ別の波案内に全部のマイ
クロ波エネルギを吸収するように接続できるようにした
サーミスタ１３４を使うのがよい。

ＢＨＣコネクタ１３６により外部回路に接続することが
できる。

当業界にはよく知られているようにサーミスタは単に負
の温度計数を持つ感温抵抗体である。

本装置ではなお後述するようにサーミスタ検出器２２．
３０は各２００．２の正規の抵抗を生ずるように付勢す
る。

また第１図に示すように本装置は、各検出器２２，３０
にまたこれ等から信号を通すように各ブリッジ３２ ，
３４を備えている。

３０Ｈｚの発振器３６によりマイクロ波発振器１６を１
駆動するチヤンネル３８に方形波出力信号を生ずる。

チャンネル４２に現われる方形波の補形波は１０ＫＨｚ
のバースト変調器４０に結合する。

変調器４０の入力は１０ＫＨｇの発振器４６により給電
する減衰器４４により生ずる。

検出器２２からの出力はブリッジ３２を経て、チャンネ
ル３８により基準位相を生ずる位相検出器４８に送る。

位相検出器４８の出力は増幅兼積分回路５０に送る。

回路５０は減衰器４４の動作を制御する。

前記したこの構造は本装置の基準信号ループを備えてい
る。

この基準信号ループは、アイクロ波源と１０ＫＨｚ信号
との間の電力差の測定値になる。

回路５０の出力により表わしたこの測定値は１０ＫＨｚ
の減衰器４４を制御しその電力が源１６により供給する
電力と同じになるようにする。

ブリッジ３２は、大気によりまた源１６または変調器４
０により供給する熱の間の差を補給するのに必要な直流
量を供給しサーミスタ１３４の抵抗を一定に保つ。

すなわちブリッジ３２はサーミスタ１３４をその抵抗が
つねに２００ｇになるような温度に保つのに充分な直流
を供給する。

変調器４０の出力は後述の検知ループに送り本装置が大
気温度とマイクロ波電力準位の変動とに無関係になるよ
うにする。

回路５０の出力は減衰器４４を、１０ＫＨｚのバースト
信号を基準信号検出器２２のマイクロ波信号に等しくす
るようにして制御する。

１０ＫＨｚのバースト変調器４０の出力はセンサの温度
に関係なくマイクロ波発振器の出力を追跡する。

本装置の検知信号ループは、ブリッジ３４を経て検出器
３０から出力を受ける３０Ｈｚの帯域フィルタを備えて
いる。

この検知信号は３５ｄｂの広い範囲にわたって変ること
ができるから、表面波案内２６の高い減衰条件のもとて
迷走騒音およびその池の干渉の作用を減らすことが必要
である。

フィルタ５２の出力は切換え利得増幅器５４に送る。

増幅器５４は後述のように、ブリッジ３４の出力が波案
内２６の幅状体内の水分によって減衰度の増すに伴いブ
リッジ３４の出力が小さくなるので検知ループの利得を
増す。

増幅器５４の利得はそれぞれ３．２ｄｂのステップで変
化する。

増幅器５４の出力は位相検出器５６に送る。

検出器５６の基準位相は、発振器３６のチャンネル３８
の出力とチャンネル４２の発振器３６の補形出力とによ
って生ずる。

検出器５６の出力は直流準位である。この直流の極性は
、マイクロ波信号またはＩＯＫ｝Ｉｚのバーストが検出
器３０で一層大きいかどうかを指示する。

検出器５６の出力準位は各信号間の差の大きさを指示す
る。

検出器出力はｄｂ言帽器６０の数増減制御器５８を作動
し計数器６０により、この出力が検出器３０のマイクロ
波信号より大きいかまたは小さいときに１０ＫＨｚの信
号のステップで数の増減をするのに使う。

計数器６０の２つの最下位出力は増幅器５４の制御器に
送るのは明らかである。

計数器６０からの出力は、１０ＫＨｚバースト変調器４
０からの出力を供給される対数減衰器に送る。

減衰器単位６２は計数器６０に含まれる計数に従ってバ
ースト変調器出力の準位を変える。

計数器６０は前記したようにセンサの温度に関係なくマ
イクロ波発振器の出力を追跡する。

計数器６０がたとえば１の計数を含むと、減衰器単位６
２は変調器４０の出力を正確に０．０５ｄｂだけ減衰す
る。

すなわた検知信号ループは、零から５１．１５ｄｂの全
範囲にわたり０．０５ｄｂ内まで正確な精密減衰器であ
る。

計数器６０の計数と減衰器単位６２により生ずる変調器
４０からの１０ＫＨｚの信号の減衰との間の関係を゛次
に示す。

減衰器単位６２の出力は、検出器３０に協働するブリツ
チ３４に加える。

第２図には第１図の回路の種種の点に現われる波形の若
干を示してある。

波形ａはチャンネル３８に現われる発振器３６の出力を
示す。

波案内１８による発振器１６の出力は波形ｂにより例示
してある。

波形Ｃはチャンネル４２の補形信号の結果としてバース
ト変調器４０の出力を示す。

この信号は各ブリッジ３２，３４により供給する直流に
並列に各検出器２２，３０の取付部に送る。

発振器１６からのマイクロ波信号と１０ＫＨｚのバース
トとは同時には検出器２２，３０のどちらにも生じてな
いのは明らかである。

前記したように各ブリッジ３２，３４の目的は検出器２
２．３０に、そのサーミスクに直流加熱量を供給するこ
とである。

この加熱量により、この加熱熱量によって供給する熱と
マイクロ波信号または１０ＫＨｚのバーストにより供給
する熱との間の差を補給し検出器の抵抗を２００．０の
一定直に保つ。

これは、１０ＫＨｚの信号が一層大きいこととブリッジ
回路が１ ０ ＫＨｚのバースト信号の付勢時に直流準
位を減らさなければならないこととを仮定してブリッジ
の一方の直流出力を示す波形ｄにより例示してある。

波形ｄにより例示したブリッジ直流信号を帯域フィルタ
に加えるときは、その結果は波形ｅにより示すように交
流信号である。

波形ｅは、１０ＫＨｚのバースト検出器のマイクロ波信
号との間の差を表わす振幅と、メヤンネル３８の３０Ｈ
ｚの信号に関係的に、検出器抵抗を２００ρにする信号
に比べどの信号が小さいかを指示する位相とを持つ正弦
波形である。

この作用は温度に無関係である。

検出器２２．３０が互に異る温度にあっても関係がない
。

本装置は、測定しようとする水分含量を含む幅状体内の
水分％を指示するループを備えている。

計数器６０は、ｄｂの直線関数である出力電圧を生ずる
ｄｂデイジタルアナログ変換器６４を作動する。

この電圧は、種種の紙の等級選択を行う領域単位６６を
経て送る。

単位６６から加算接合部６８に進む。

加算接合部６８は、演算増幅器の入力端子に電流が流れ
る若干の抵抗体の単に共通点である。

機能的には接合部６８に送る任意の２つの電流の間には
相互作用がない。

増幅器の出力はこの共通点に送る各電流の和による。

加算接合部６８は、２進化１０進計数器７２を駆動し計
数器７２に加算接合部６８で正味の負信号により増加計
数させまたは正味正信号により減小計数させる２進化１
０進計数器制御器７０の動作を制御する。

計数器７２の出力は非線形デイジタルアナログ変換器７
４に送る。

変換器７４は、チャンネル７６に計数器出力の非線形関
数である正電圧を生ずる。

この電圧は、波案内２６により検知した各ｄｂと波案内
２６に接触する幅状体１４内の水分％との間の関係を表
わす。

すなわち変換器７４は水分％対ｄｂの校正器である。

チャンネル７６の出力は、変換器６４からの入力によっ
て領域単位６６から接合部６８に入る信号に対し振幅が
等しく極性が反対の信号として接合部６Ｂに送返す。

これ等の信号が相互につりあうときは、制御器７０が停
止するから計数器７２の計数は幅状体１４の水分％を表
わす。

この出力は適当な展示単位９６に送る。また計数器７２
の出力を、入力水分％信号の線形関数である直流信号で
ある出力を持つ水分％デイジタルアナログ変換器７７に
加える。

この信号は、当業界にはよく知れている任意適当な形式
を持ち幅状体１４と協働する温度センサ７９からの信号
と共に温度補償演算単位７８の入力端子に加える。

演算単位７８は１５０゜Ｐからの幅状体温度の偏差を測
定しこの偏差、１０％で最高値を持ち、０．００％で最
高値の０．１の値を持ち、１５％で最高の０．７５の値
を持つ水分％の関数を乗ずる。

回路網７８の出力は、１００’Ｐおよび２００’Ｆの両
端の間の平均値１５０’Ｆの付近で温度が変化する際に
直接ほぼ零の付近で変る電圧である。

この出力は付加的な電流として加算接合部６８に加え、
温度が１５０下から偏位し水分が零および１５％の間で
変る際に計数器γ２の水分％出力を変える。

前記したこの構造により本装置に温度補償ループを与え
る。

幅状体１４内の繊維の重量が一定であれば水分％の読出
しは、温度変化を前記したループ（こより補償するから
、幅状体の単位面積尚たりの水量だけと共に変化する。

この場合読出しは真の水分％情報を生ずる。

しかし実際上繊維重量は製造中に変化し、この変化は、
正確な成績を得ようとすれば検出し補償しなければなら
ない。

計数器７２の出力は掛算器８０でチャンネル８２の基本
重量信号と組合わせる。

この基本重量信号は、当業界にはよく知られている任意
適当な装置により得られる。

この装置自体は本発明の範囲外であるから詳しい説明は
省くことにする。

チャンネル８４に現われる掛算器８０の出力は水分重量
ｉｂを表わす。

すなわちこれは単位面積当たりの水分％を乗じた基本重
量を単位面積当たりの与えられた水分含量の相乗積の結
果である。

これは繊維重量の測定のための基本重量測定装置（図示
してない）にもどされる。

またチャンネル８４の水重量信号をインバータ８６を経
て加算器８８に送り、加算器８８においてこれをチャン
ネル８２の信号とチャンネル９０の一様な乾燥設定点信
号とに加える。

チャネル９０は単位６６から通じ、単位面積当たりの設
定点からの繊維重量偏差を表わす出力を生ずる。

この信号は計数器７２の出力と共に第２の非線形デイジ
タルアナログ変換器９２に送る。

変換器９２は２つの入力信号を組合わせて線形補正出力
を生ずる作用する。

この補正出力はｄｂの電圧関数に換えることができる。

この電圧関数は変換器６４および単位６６によって加算
接合部６８にチャンネル９４により送返す。

したがって加算接合部６８からの信号の値により本装置
を新らたな点で安定化し水分％の最終の補正値を与える
。

第３図、第４図および第５図に示すように本発明の著し
い特長は誘電体の帯状部片９６を持つ表面波案内２６で
ある。

帯状部片９６の各端部は、帯状部片９６を方形の入力波
案内２４と方形出力波案内２８との各端部に結合する転
移部分９８、１００を生ずる。

第３図、第４図および第５図に例示した表面波案内の形
の帯状部片９６は金属質支持部片１０２により支えてあ
る。

導電性表面の誘電体の帯状部片はマイクロ波信号を伝え
ることはよく知られている。

本発明の表面波案内２６では帯状部片９６が損耗性材料
に接触しない限りマイクロ波は帯状部片９６に沿い損失
を伴わないで伝わる。

帯状部片９６が紙の幅状体に接触するときは、実際上誘
電体である紙が波案内の一部になりこの紙内をマイクロ
波が伝わる。

しかし幅状体内の水分はマイクロ波信号を減衰させ出力
信号の準位が水分の量に従って変る。

紙の厚みがエネルギ吸収に影響を及ぼさないことは、帯
状部片９６に次次に紙を各紙の間にすきまをおかないよ
うに注意して乗せることにより容易に示すことができる
。

入力から出力への信号準位の変化は５０枚のシートに対
し１枚のシートに対するのと同じである。

その理由は、誘電体の紙がマイクロ波伝搬径路の密接な
一部になるからである。

各波案内２４，２８のエネルギはよく知られているＴＥ
１ｏモードで伝わる。

誘電体帯状部片９６と導電性支持部片１０２の表面とか
ら戒る波案内のインピーダンスは入出力波案内２４．２
８のインピーダンスに、各波案内の中に突出する帯状部
片９６の長さｌと波案内の容量性柱状片１０４とにより
合致する。

このようなインピーダンスの適合は波案内２４から表面
波案内２６へまた表面波案内２６から出力波案内２４へ
の最高のマイクロ波電力流れが確実に生ずるのに必要で
ある。

各波案内部分９８，１００には波案内２４ ，２８に隣
接して金属質円板１０６を設け転移部分９８ ， １
００内のモード変換を高めるようにしてある。

本発明の１変型では入出力波案内２４，２８は高さ０．
１７０ｉｎＸ幅０．４２０ｉｎの内側寸法を持っている
。

各波案内２４．２８内に延びる帯状部片９６の部分も同
じ寸法を持っている。

これ等の端部部分から帯状部片９６の竪方向寸法は転位
部分９８ ，１ ００にわたり、後述のようにして幅状
体１４に接触させた中央部分でＱ．Ｑ９６ｉｎ；の高さ
に変る。

柱状部片１０４および円板１０６の場所および寸法は入
力および出力側の波案内の中に延びる各転位部分９８，
１００の長さｌと共に適正なインピーダンス適合のため
に容易に定めることができる。

誘電体帯状部片９６は任意適当な材料から作ればよい。

本実施例では帯状部片９６を超高分子量のポリエチレン
から形威した。

当業界にはよく知られているように表面波案内２６に沿
って伝わる電磁波またはマイクロ波の信号の電気的成分
および磁気的戒分の分布により伝搬モードが定まる。

第４図および第５図においては通常の場合のように、実
線により電界成分をまた破線により磁界成分をそれぞれ
表わしてある。

第３図および第５図の紙面に第４図の紙面に直交して位
置する伝搬方向における磁界成分および電界成分が共に
存在するから、伝搬モードは純粋に横方向の電界でも純
粋に横方向の磁界でもない。

すなわちこのモードは自由空間ＴＥＭモードとは異って
、表面波案内から遠ざかる向きにエネルギを放射するＨ
Ｅモードとして分類する。

本発明による表面波案内は自由空間内にエネルギを放射
しないから、損耗性材料が帯状部片９６の上面に接触し
なければマイクロ波信号によって損失を受けない。

しかし水分含有材料から成る幅状体１４のような幅状体
が帯状部片９６の表面に接触すれば電界成分はこの幅状
体を通過する。

そして紙のような材料もまた誘電体であるから、電磁界
がこの幅状体内で伝搬する。

幅状体および電界成分の間の相互作用は、磁界成分との
対応する相互作用を伴うに違いない。

すなわち水分含有材料から成る幅状体１４は波案内２６
の密接な部分になり、電磁界は、水分含有材料の幅状体
の厚みがどの程度であっても誘電体帯状部片９６にも幅
状体１４にも伝わる。

前記したほかに幅状体１４は波案内２６に沿うマイクロ
波信号の伝搬方向に沿って配置してあるから、信号によ
り受ける損失は幅状体１４内の全量の水分によってもま
た幅状体１４に接触する表面波案内２６の長さによって
も制御を受ける。

このことから明らかなように本発明表面波案内を協働さ
せた装置の感度は、幅状体に接触する表面波案内の長さ
を単に変えるだけで任意の用途に適するようにすること
ができる。

すなわち波案内の長さが増すと装置感度が増す。

第３図、第４図および第５図に例示した変型による波案
内２６はその各転移部分９８間の中央部分を各紙案内１
０８，１１０の面の上方に延びるように曲げてある。

各案内１０８，１１０により幅状体が各転移部分９８，
１００において誘電体帯状部片に接触しないようにする
。

第６図、第７図、第８図および第９図に示した変型によ
る表面波案内１１１では、導電性支持部片１１６内に形
成したみぞ穴１１４内に溶融石英または超高分子量ポリ
エチレンから成る誘電体帯状部片１１２を位置させる。

この構造は、帯状部片１１２の上面が部片１１６の上面
と面一になるようにして、誘電体帯状部片を幅状体１４
の下面に密接に接触させることができるようにしてある
。

本変型による表面波案内では入出力方形波案内２４，２
８をみぞ穴１１４の各端部において部片１１６に接続し
てある。

部片１１６の基部には波案内２４，２Ｂに通ずる穴１１
８，１２０を形成してある。

みぞ穴１１４の各端部は導電性板部片１２２，１２４に
より閉じてある。

さらに各波案内２４．２８の上方のみぞ穴１１４の部分
は板部片１２６，１２８により閉じてある。

各端部に隣接する帯状部片１１２の上面は各板部片１２
６，１２８を受入れるくぼみを形成され帯状部片１１２
の表面が帯状体に確実に接触するようにしてある。

さらに波案内２４．２８に通ずる穴１１８，１２０に各
対の容量性柱状部片１３０，１３２を設けてある。

前記した構造の目的は、第１に、方形波案内で伝わるＴ
Ｅ１ｏモードをゆがめ前記した所望の表面波案内の設定
を容易にすることにある。

第２の目的は、表面波案内１１１のインピーダンスを最
高の電力伝送のために方形波案内のインピーダンスに合
わせることにある。

各板部片１２６，１２８の下側にある表面波案内部分は
、各方形波案内のＴＥ１ｏモードと表面波案内のＨＥ表
面モードとの間にモード変換の起る転移領域を備えてい
る。

これ等の転移領域は本変型では導電性平面の下側にある
から幅状体は各転移領域の動作に悪影響を及ぼさないで
波案内１１１の全上面に接触させることができる。

さらに本変型の物理的形状により第３図、第４図および
第５図に示した変型に比べて空間の著しい節約ができる
。

第９図は第６図、第７図、第８図および第９図に例示し
た変型の電界成分および磁界成分の分布を示す。

本変型の伝搬モードは第３図、第４図および第５図に例
示した変型と全く同様である。

すなわち表面波案内のマイクロ波信号と幅状体の水分と
の間の相互作用は前記変型の場合と同じである。

第６図、第７図、第８図および第９図に例示した本発明
による表面波案内を協働させた測定装置の感度は第３図
、第４図および第５図に例示した変型と同じようにして
変えることができる。

すなわち装置能力を増し比較的少い水分含量を測定する
のに一層高い感度が必要であれば両変型において表面波
案内の長さを増すだけでよい。

たとえば測定装置により直線形製板機械の乾燥端で幅状
体の零から１５％までの水分含量を測定しようとすれば
、また本装置を前記の実施例による表面波案内２６によ
り構成すれば、転移領域９８，１００は長さが約１．４
ｉｎであり幅状体１４に接触する各転移領域間の作用領
域は長さが３．５ｉｎになる。

２つのこのような波案内は一方の表面波案内の波案内２
８を第１の表面波案内の側方でこれに平行に位置し第１
の波案内から約Ｑ．７５ｉｎがけ離れた第２の表面波案
内２６の波案内面２８に結合することにより直列に接続
してある。

本変型ではエネルギは結合器２０により２つの表面波案
内の一方の波案内２４に供給され、また検出器３０は第
２の表面波案内２６の波案内２４に接続してある。

この構造では装置感度は１ｆｔ２当たりの水が２×１０
−４ないし１．５ Ｘ Ｉ Ｆ２ｉｂにある。

本装置は水はｌｉｂ当たりｌｆｔ２当たり１ ４ ０
０ｄｂのきわめて高い感度を持つ。

同じ用途において第６図、第７図、第８図および第９図
に例示した波案内１１１を使うと表面波案内の長さは７
．０ｉｎであり、同じ感度を得るのに１個の波案内１１
１だけしか必要でない。

幅状体１４の表面を横切ってヘッド１２を動かすには任
意適当な装置を使えばよい。

誘電体から成りたとえば製紙機械の乾燥端における紙の
幅状体のように低い水分含量を持つ幅状体中の水分含量
を測定する本測定装置の作用は前記した所から明らかで
ある。

発振器１６の出力の試料を回路２０により供給する基準
信号ループは変調器４０から基準信号を生ずる。

変調器４０は温度に関係なく発振器１６の出力を追跡す
る。

この信号は検知ループ内の減衰単位６２に送る。

減衰単位６２は計数器６０に含まれる計数に従って減衰
させる。

表面波案内２６に送るマイクロ波信号は誘電体９６の長
手力向に沿い誘電体に接触する紙幅状体１４内に伝わる
。

信号は、幅状体１４を経て伝搬する途中でその中に含ま
れる水分含量に従って減衰する。

この信号は検知器３０により検出しブリッジ３４に送る
。

ブリッジ３４の出力は３０Ｈｇのフィルタ５２の通過さ
せ増幅する。

その位相を検出し検出器５６から出力信号を生ずる。

この出力信号の極性は、マイクロ波信号または１０ＫＨ
ｇバースト信号が検出器３０で一層大きいかどうかを指
示する。

この信号の準位は、各信号間の程度を指示する。

この信号は、回路４０から基準信号を受ける減衰単位６
２を制御する計数器６０の動作を制御する。

このようにして検知ループがつりあうようになる。

計数器６０に含まれる計数に応答して変換器６４は、回
路７８からの温度補償信号と共に領域単位６６を経て加
算接合部６８に送る出力を生じ変換器７２により幅状体
１４内の水分％を指示する出力を生ずる。

チャンネル９０による信号は変換器６４に送り繊維重量
の変動を補償する。

本測定装置は源１６からの出力の変動に無関係であるこ
とは明らかである。

本装置は検知する幅状体の温度の変化を補償する。

さらに本装置の動作は大気温度に無関係である。

本測定装置の感度はたとえば帯状部片９６のような誘電
体の長さを変えるだけで容易に変えることができる。

感度を高めようとすれば帯状部片長さを増せばよい。

このようにして本発明の目的を達成したのは明らかであ
る。

本発明により製紙機械の乾燥端におけるような場所にお
いて水分含量を測定するのに使うのにとくに適したマイ
クロ波水分含量測定装置が得られる。

本装置は従来の装置より感度が高い。

本装置の動作は幅状体の厚みには無関係である。

本装置の感度は特定の設備に容易に合うようにすること
ができる。

以上本発明を詳細に説明したが本発明の構成の具体例を
要約すれば次のようである。

（１）幅状体を波案内内においてマイクロ波信号の伝搬
方向に沿って配置した前記特許請求の範囲に記載の測定
装置。

（２）マイクロ波信号を誘電体の帯状部片内でＨＥモー
ドで伝搬するようにした前記特許請求の範囲に記載の測
定装置。

（３）誘電体から成る細長い帯状部片を導電性支持部片
に埋込んだ前記特許請求の範囲に記載の測定装置。

（４）細長い誘電体帯状部片に、中央部の幅状体接触部
分と末端転移部分と、この末端転移部分を幅状体との連
関からはずれた状態に保つ保持部片とを設けた前記特許
請求の範囲に記載の測定装置。

（５）結食器および検出器に、各転移部分の端部を受入
れる各方形波案内を設けた前項４に記載の測定装龜 （６）導電性材料から成る支持部片にみぞ穴を設け、誘
電体から成る帯状部片を前記みぞ穴内に入れ、前記みぞ
穴にその各端部に隣接してその基部にそれぞれ穴を形成
し、前記結合器に前記各穴の一方に通ずる第１の波案内
を設け、前記検出器に他方の穴に通ずる第２の波案内を
設けた前記特許請求の範囲に記載の測定装置。

（７）（イ）細長い誘電体の帯状部片と、（→この帯状
部片を幅状体の表面と接触できるように位置決めする導
電性支持部片から成る位置決め部片と、（ハ）マイクロ
波信号源と、（ニ）マイクロ波信号を幅状体の表面と接
触した前記帯状部片の長さに沿って伝搬するようにこの
帯状部片にその一端部に隣接してマイクロ波信号を入力
として加える信号伝搬手段と、（ホ）前記マイクロ波信
号源のパワーレベル測定値を与える基準信号を発生する
基準信号発生手段と、（ヘ）前記帯状部片の長さに沿っ
て前記一端部から間隔を隔てた場所において伝搬された
マイクロ波信号と幅状体中の水分との相互作用後に前記
帯状部片から出力信号を誘導する出力信号誘導手段と、
（ト）幅状体の水分含量の測定値を発生するように前記
出力信号および基準信号に応答する応答手段とを備えた
特許請求の範囲に記載の測定装置。

（８）マイクロ波信号の源を、約１ ００Ｈｇより低い
割合で信号のオンオフ切換えを行う切換え装置により構
威した前項７に記載の測定装置。

（９）出力信号誘導装置をサーミスタとこのサーミスタ
の波案内取付部片とにより構成し、前記サーミスタの温
度をほぼ一定に保つ保持部片を備えた前項（７）に記載
の測定装島 （１０）基準信号をマイクロ波信号の周波数よりかなり
低い周波数を持つ交流信号のバーストにより構成し、こ
れ等のバーストおよびマイクロ波信号をサーミスタに交
互に加える印加装置を備えた前記９に記載の測定装置。

０υ 出力信号および基準信号に応答する応答装置を、
基準信号に関係的にマイクロ波信号および基準信号の相
対値を指示する位相を持つ制御信号を生ずる信号発生器
により構威した前記（７）に記載の測定装置。

なお本発明はその精神を逸脱しないで種種の変化変型を
行うことができるのはもちろんである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明マイクロ波低水分測定装置の１実施例の
構或図、第２図は第１図のマイクロ波低水分測定装置の
種種の点に存在する波形を示す線図、第３図は本マイク
ロ波低水分含量測定装置の一部を形成する波案内区間の
１例の測面図、第４図は第３図の４−４線に沿う拡大断
面図、第５図は第３図の平面図である。 第６図は第３図の変型の測面図、第７図は第６図の端面
図、第８図は第６図の部分平面図、第９図は第６図の波
案内の部分斜視図、第１０図は本マイクロ波低水分測定
装置の検出器の１例の軸断面図である。 １０・・・・・・測定装置、１４・・・・・・幅状体、
１６・・・・・・発振器、２２・・・・・・検出器、１
８．２４・・・・・・波案内２６・・・・・・表面波案
内。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ （イ）互いに反対側に位置する大体において平らな
   １対の表面を持ち、細長い誘電体の帯状部片と、（吻こ
   の帯状部片の前記表面のうちの一方を幅状体の表面と接
   触できるように位置決めすると共にこの帯状部片の長さ
   にわたって任意の池の誘電体と接触しない状態にこの帯
   状部片を維持するように、この帯状部片の前記表面のう
   ちの他方にその長さに沿って接触する導電性支持部片か
   ら成る位置決め手段と、（ハ）マイクロ波信号源と、（
   ニ）マイクロ波信号を前記幅状体の表面と接触した前記
   帯状部片の長さに沿って伝搬するように、この帯状部片
   にその一端部に隣接してマイクロ波信号を入力として加
   える信号伝搬手段と、（ホ）前記幅状体の水分含量の測
   定値を与えるように、前記帯状部片に沿って前記一端部
   から間隔を隔てた場所において、かつ伝搬されたマイク
   ロ波信号と前記幅状体の水分との交互作用後に、前記帯
   状部片からだけ出力信号を誘導する出力信号誘導手段と
   を備えた、幅状体の水分含量の測定装置。