JPS59102146A - マイクロ波水分測定装置 - Google Patents
マイクロ波水分測定装置Info
- Publication number
- JPS59102146A JPS59102146A JP21230782A JP21230782A JPS59102146A JP S59102146 A JPS59102146 A JP S59102146A JP 21230782 A JP21230782 A JP 21230782A JP 21230782 A JP21230782 A JP 21230782A JP S59102146 A JPS59102146 A JP S59102146A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- microwave
- phase
- measured
- moisture
- measured material
- Prior art date
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- Pending
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N22/00—Investigating or analysing materials by the use of microwaves or radio waves, i.e. electromagnetic waves with a wavelength of one millimetre or more
- G01N22/04—Investigating moisture content
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
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- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
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、マクロ波の伝播定数がマイクロ波伝播の媒質
の性質により異なることを利用し、物質あるいは空気中
の水分量を測定するマイクロ波水分測定装置に関する。
の性質により異なることを利用し、物質あるいは空気中
の水分量を測定するマイクロ波水分測定装置に関する。
従来、水分を測定する装置としては種々の原理に基すき
多くのものが実用化されている。そして、マイクロ波を
利用した水分測定装置も実用化されているが、このマイ
クロ波を利用した水分測定装置は、マイクロ波が被測定
物を通過する際にそのエネルギーが減衰する点に着目し
たものである。
多くのものが実用化されている。そして、マイクロ波を
利用した水分測定装置も実用化されているが、このマイ
クロ波を利用した水分測定装置は、マイクロ波が被測定
物を通過する際にそのエネルギーが減衰する点に着目し
たものである。
すなわち、マイクロ波の伝播空間に被測定物を挿入し、
その被測定物によるマイクロ波電力の損失を測定するも
ので、この場合その損失値とその被測定物の水分含有率
との相関関係を予め他の方法で測定しておき、間接的な
方法でマイクロｇＬ損失値を水分含有率の測定値として
いた。
その被測定物によるマイクロ波電力の損失を測定するも
ので、この場合その損失値とその被測定物の水分含有率
との相関関係を予め他の方法で測定しておき、間接的な
方法でマイクロｇＬ損失値を水分含有率の測定値として
いた。
ところが、この方法による水分測定は、第１にマイクロ
波の送信電力を常に一定に保持しておく必要があり、こ
のようなマイクロ波送信器は一般に高価であること、ま
た第２にマイクロ波の送信器と受信器との間に被測定物
を挿入するために、その被測定物の挿入によるマイクロ
波電力の反射と被測定物の含水率の変化によ伴う反射波
の存在により、測定精度が低下するという問題があった
。
波の送信電力を常に一定に保持しておく必要があり、こ
のようなマイクロ波送信器は一般に高価であること、ま
た第２にマイクロ波の送信器と受信器との間に被測定物
を挿入するために、その被測定物の挿入によるマイクロ
波電力の反射と被測定物の含水率の変化によ伴う反射波
の存在により、測定精度が低下するという問題があった
。
本発明は斯かる点に鑑みて成されたもので、その目的は
、マイクロ波の伝播特性における位相特性に着目し、そ
の位相量を測定することにより上記したような問題を解
決したマイクロ波水分測定装置を提供することである。
、マイクロ波の伝播特性における位相特性に着目し、そ
の位相量を測定することにより上記したような問題を解
決したマイクロ波水分測定装置を提供することである。
ある空間にマイクロ波を伝播させると、その空間中の媒
質の性質により、その伝播定数が定まることは良く知ら
れている。この伝播定数γは、次の式で示される。
質の性質により、その伝播定数が定まることは良く知ら
れている。この伝播定数γは、次の式で示される。
γ−α＋ｊβ
この式中、実数部αは伝播径路単位長当りの損失を振幅
の比で表す減衰定数であり、また虚数部βばマイクロ波
が単位長進む間にβｒａｄ遅れることを表す位相定数で
ある。そこで、本発明においては、その位相定数βに着
目し、その位相８れを測定して物質等の水分を測定する
。
の比で表す減衰定数であり、また虚数部βばマイクロ波
が単位長進む間にβｒａｄ遅れることを表す位相定数で
ある。そこで、本発明においては、その位相定数βに着
目し、その位相８れを測定して物質等の水分を測定する
。
この位相定数βに関係するものとして、物質の誘電率と
透磁率があるが、水分が関与するものは主に誘電率であ
る。すなわち、比誘電率は含水率により変化する。そし
て、こ０比誘電率の変化は位相遅れの変化としてとらえ
ることができるので、間接的に位相の測定により物質の
含水率を測定するごとができる。
透磁率があるが、水分が関与するものは主に誘電率であ
る。すなわち、比誘電率は含水率により変化する。そし
て、こ０比誘電率の変化は位相遅れの変化としてとらえ
ることができるので、間接的に位相の測定により物質の
含水率を測定するごとができる。
以下、本発明の詳細な説明する。第１図はその一実施例
を示すもので、１はマイクロ波発振器であり、そこから
のマイクロ波が方向性結合器２を介し、さらにアイソレ
ーク３を経由して送信アンテナ４に入力している。５は
受信アンテナであり、そこで受信された送信アンテナ４
がらのマイクロ波はアイソレータ６を経由し、位相比較
器７の一方の入力端子に入力している。一方、上記方向
性結合器２から取り出された一部のマイクロ波は、移相
器８で移相（遅延）され、上記位相比較器７の他方の入
力端子に入力している。
を示すもので、１はマイクロ波発振器であり、そこから
のマイクロ波が方向性結合器２を介し、さらにアイソレ
ーク３を経由して送信アンテナ４に入力している。５は
受信アンテナであり、そこで受信された送信アンテナ４
がらのマイクロ波はアイソレータ６を経由し、位相比較
器７の一方の入力端子に入力している。一方、上記方向
性結合器２から取り出された一部のマイクロ波は、移相
器８で移相（遅延）され、上記位相比較器７の他方の入
力端子に入力している。
ここで、アイソレーク３，６ば反射防止用である。また
移相器８ば、マイクロ波発振器１一方向性結合器２−ア
イソレータ３−送信アンテナ４−受信アンテナ５−アイ
ソレータ６−ミキサ７の径路Ａと、マイクロ波発振器１
一方向性結合器２−移相器８→ミキサ７の径路Ｂとの経
路長差に基ずく位相差を補正するためのものである。更
に位相比較器７は移相器８とアイソレータ６とがら入力
するマイクロ波の位相差に対応した信号を出力するよう
に働く。更に、伝送路は導波管あるいは同軸ケーブル等
が使用される。
移相器８ば、マイクロ波発振器１一方向性結合器２−ア
イソレータ３−送信アンテナ４−受信アンテナ５−アイ
ソレータ６−ミキサ７の径路Ａと、マイクロ波発振器１
一方向性結合器２−移相器８→ミキサ７の径路Ｂとの経
路長差に基ずく位相差を補正するためのものである。更
に位相比較器７は移相器８とアイソレータ６とがら入力
するマイクロ波の位相差に対応した信号を出力するよう
に働く。更に、伝送路は導波管あるいは同軸ケーブル等
が使用される。
測定に際しては、予め上記移相器８により、径路Ａと径
路Ｂとを経由した各々のマイクロ波の位相比較器７への
入力部における位相差が零となるように、調整しておく
。従って、その後、被測定物９を送信アンテナ４と受信
アンテナ５との間に挿入し、位相比較器７において、径
路Ａを経由したマイクロ波と径路Ｂを経由したマイクロ
波との位相差を検出すると、このときの位相差は、被測
定物９における位相遅れ成分に対応し、この位相遅れは
被測定物質の比誘電率、つまり含水率に比例する。この
場合の位相情報は、マイクロ波の送信電力の変動や反射
波によっては影響を受けないので、極めて正確にその位
相差を検出することができる。
路Ｂとを経由した各々のマイクロ波の位相比較器７への
入力部における位相差が零となるように、調整しておく
。従って、その後、被測定物９を送信アンテナ４と受信
アンテナ５との間に挿入し、位相比較器７において、径
路Ａを経由したマイクロ波と径路Ｂを経由したマイクロ
波との位相差を検出すると、このときの位相差は、被測
定物９における位相遅れ成分に対応し、この位相遅れは
被測定物質の比誘電率、つまり含水率に比例する。この
場合の位相情報は、マイクロ波の送信電力の変動や反射
波によっては影響を受けないので、極めて正確にその位
相差を検出することができる。
そして、送信アンテナ４と受信アンテナ５との間に予め
含水率の判明している物質を挿入して、その時の位相比
較器７の出力を較正しておけば、この位相比較器７の出
力値を読むことにより、被測定物９の含水率を知ること
ができる。
含水率の判明している物質を挿入して、その時の位相比
較器７の出力を較正しておけば、この位相比較器７の出
力値を読むことにより、被測定物９の含水率を知ること
ができる。
第２図は別の実施例を示すものであり、マイクロ波発振
器１で発振されるマイクロ波の周波数をｆｌとし、更に
別にマイクロ波発振器１０を設けて、その発振周波数を
ｆ２ （≠ｆ＋）とし、そのマイクロ波発振器１０の出
力を分波器１１でミキサ１２，１３に入力させ、そのミ
キサ１２，１３において移相器８からの周波数ｆ１のマ
イクロ波、アイソレーク６からの周波数ｆｌのマイクロ
波を周波数ｆ、−ｒ２の低い周波数信号に各々周波数変
換して位相比較器７′に入力するようにしたものである
。
器１で発振されるマイクロ波の周波数をｆｌとし、更に
別にマイクロ波発振器１０を設けて、その発振周波数を
ｆ２ （≠ｆ＋）とし、そのマイクロ波発振器１０の出
力を分波器１１でミキサ１２，１３に入力させ、そのミ
キサ１２，１３において移相器８からの周波数ｆ１のマ
イクロ波、アイソレーク６からの周波数ｆｌのマイクロ
波を周波数ｆ、−ｒ２の低い周波数信号に各々周波数変
換して位相比較器７′に入力するようにしたものである
。
このようにすると、位相比較器７′に入力する信号が位
相情報をそのままとした低周波となるので、その信号処
理が容易となる。
相情報をそのままとした低周波となるので、その信号処
理が容易となる。
以上のように本発明は、マイクロ波の伝播途中に被測定
物を位置させ、該被測定物におけるマイクロ波の位相遅
れを測定することにより、上記被測定物の水分を測定す
るようにしたものである。
物を位置させ、該被測定物におけるマイクロ波の位相遅
れを測定することにより、上記被測定物の水分を測定す
るようにしたものである。
このため、位相情報は前記したようにマイクロ波の送信
電力の変動や反射波の影響を受けないので、精度の高い
水分の測定を行うことができるようになる。
電力の変動や反射波の影響を受けないので、精度の高い
水分の測定を行うことができるようになる。
第１図は本発明の一実施例のマイクロ波水分測定装置の
ブロック図、第２図は別の実施例のマイクロ波水分測定
装置のブロック図である。 １・・・マイクロ波発振器、２・・・方向性結合器、３
・・・アイソレータ、４・・・送信アンテナ、５・・・
受信ナンテナ、６・・・アイソレーク、７，７′・・・
位相比較器、８・・・移相器、９・・・被測定物、１０
・・・マイクロ波発振器、１１・・・分波器、１２．１
３・・ベキサ。 特許出願人 新日本無線株式公社 同 新日本無線株式公社 代 理 人 弁理士 長尾常明
ブロック図、第２図は別の実施例のマイクロ波水分測定
装置のブロック図である。 １・・・マイクロ波発振器、２・・・方向性結合器、３
・・・アイソレータ、４・・・送信アンテナ、５・・・
受信ナンテナ、６・・・アイソレーク、７，７′・・・
位相比較器、８・・・移相器、９・・・被測定物、１０
・・・マイクロ波発振器、１１・・・分波器、１２．１
３・・ベキサ。 特許出願人 新日本無線株式公社 同 新日本無線株式公社 代 理 人 弁理士 長尾常明
Claims (1)
- （１）、マイクロ波の伝播路に被測定物を位置させ、該
被測定物におけるマイクロ波の位相遅れを測定すること
により、上記被測定物の水分を測定するようにしたこと
を特徴とするマイクロ波水分測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21230782A JPS59102146A (ja) | 1982-12-03 | 1982-12-03 | マイクロ波水分測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21230782A JPS59102146A (ja) | 1982-12-03 | 1982-12-03 | マイクロ波水分測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59102146A true JPS59102146A (ja) | 1984-06-13 |
Family
ID=16620392
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21230782A Pending JPS59102146A (ja) | 1982-12-03 | 1982-12-03 | マイクロ波水分測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59102146A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6176943A (ja) * | 1984-09-21 | 1986-04-19 | Radio Res Lab | 屈折率の分散を用いた大気中の水蒸気密度測定方式 |
| WO2013022104A1 (ja) * | 2011-08-11 | 2013-02-14 | 王子製紙株式会社 | シート状基材の塗工層の水分量及び／又は塗工量の測定装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5619443A (en) * | 1979-07-14 | 1981-02-24 | Philips Nv | Relative water content measuring method and apparatus employing microwave |
-
1982
- 1982-12-03 JP JP21230782A patent/JPS59102146A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5619443A (en) * | 1979-07-14 | 1981-02-24 | Philips Nv | Relative water content measuring method and apparatus employing microwave |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6176943A (ja) * | 1984-09-21 | 1986-04-19 | Radio Res Lab | 屈折率の分散を用いた大気中の水蒸気密度測定方式 |
| WO2013022104A1 (ja) * | 2011-08-11 | 2013-02-14 | 王子製紙株式会社 | シート状基材の塗工層の水分量及び／又は塗工量の測定装置 |
| CN103890569A (zh) * | 2011-08-11 | 2014-06-25 | 王子控股株式会社 | 薄片状基材的涂布层的水分量以及/或者涂布量的测定装置 |
| JPWO2013022104A1 (ja) * | 2011-08-11 | 2015-03-05 | 王子ホールディングス株式会社 | シート状基材の塗工層の水分量及び／又は塗工量の測定装置 |
| CN103890569B (zh) * | 2011-08-11 | 2016-02-10 | 王子控股株式会社 | 薄片状基材的涂布层的水分量以及/或者涂布量的测定装置 |
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