JPS5919846A - マイクロ波濃度計 - Google Patents
マイクロ波濃度計Info
- Publication number
- JPS5919846A JPS5919846A JP13057282A JP13057282A JPS5919846A JP S5919846 A JPS5919846 A JP S5919846A JP 13057282 A JP13057282 A JP 13057282A JP 13057282 A JP13057282 A JP 13057282A JP S5919846 A JPS5919846 A JP S5919846A
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- JP
- Japan
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- substance
- microwave
- concentration
- phase
- phase lag
- 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
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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、物質を通過する際のマイクロ波の位相遅れを
利用してその物質の濃度を測定するようにしたマイクロ
波濃度計に関する。
利用してその物質の濃度を測定するようにしたマイクロ
波濃度計に関する。
パイプ中を連続的に流れる４′５ｊ体、粒体あるいは液
体等の物質の濃度測定は、従来では、一定時間内に流れ
た物質の量を計測して行う方法、または流れる物質に放
射線を当て、その放射線の透過量を計測して行う方法等
があったが、前者の方法は、その物質の瞬時的な濃度を
測定することができないという欠点があり、また後者の
方法は、瞬時的な濃度を測定することはできるが、放射
線が人体に有害であるので、その取り扱いが不便である
という欠点があった。
体等の物質の濃度測定は、従来では、一定時間内に流れ
た物質の量を計測して行う方法、または流れる物質に放
射線を当て、その放射線の透過量を計測して行う方法等
があったが、前者の方法は、その物質の瞬時的な濃度を
測定することができないという欠点があり、また後者の
方法は、瞬時的な濃度を測定することはできるが、放射
線が人体に有害であるので、その取り扱いが不便である
という欠点があった。
一方、第１図に示すように、物質を移送するパイプ■の
途中に、その移送力向に対して直交する方向に、一対の
電極２１．２２を設けて、その電極間の静電容量を計測
することにより、そこを通過する物質の濃度を計測する
方法もあるが、その物質が電極の内側に付着すると、連
続的に流れる物質の濃度を正確に計測することができず
、δ１１１定精度が悪いという欠点があった。
途中に、その移送力向に対して直交する方向に、一対の
電極２１．２２を設けて、その電極間の静電容量を計測
することにより、そこを通過する物質の濃度を計測する
方法もあるが、その物質が電極の内側に付着すると、連
続的に流れる物質の濃度を正確に計測することができず
、δ１１１定精度が悪いという欠点があった。
ところで、マイクロ波の伝播における伝播定数γは、γ
−α十 ｊβ（α：減衰定数、β：位相定数）で表され
る。そして、誘電体で成る物質は、そこにマイクロ波を
入射させると、吸収が行われるので、減衰定数αに着目
して透過係数を測定することにより、その物質の濃度を
測定することができる。しかもこの場合は、実時間の濃
度測定を高い安全性のもとに行うことが−ぐきる。
−α十 ｊβ（α：減衰定数、β：位相定数）で表され
る。そして、誘電体で成る物質は、そこにマイクロ波を
入射させると、吸収が行われるので、減衰定数αに着目
して透過係数を測定することにより、その物質の濃度を
測定することができる。しかもこの場合は、実時間の濃
度測定を高い安全性のもとに行うことが−ぐきる。
しかしながら、マイクロ波の吸収が少ない物質や濃度の
低い粉体、粒体あるいは液体等の物質の場合には、Ｓ／
Ｎ比が悪くなって、測定４７１度を向上することができ
ないという問題がある。
低い粉体、粒体あるいは液体等の物質の場合には、Ｓ／
Ｎ比が悪くなって、測定４７１度を向上することができ
ないという問題がある。
本発明は以上のような点に鑑みて成されたもので、その
目的は、マイクロ波が物質を通過する際その位相が遅れ
る点に着目し、その位相遅れを測定することによりその
物質の濃度を計測するようにして、実時間の濃度測定が
商い安全性のもとで高い積度で行われるよにしたマイク
ロ波濃度計を提供することである。
目的は、マイクロ波が物質を通過する際その位相が遅れ
る点に着目し、その位相遅れを測定することによりその
物質の濃度を計測するようにして、実時間の濃度測定が
商い安全性のもとで高い積度で行われるよにしたマイク
ロ波濃度計を提供することである。
以下、本発明の実施例について説明する。第２図はその
一実施例のマイクロ波濃度計のブロック図を示すもので
ある。３は粉体、粒体あるいは液体（誘電体が混入した
液体）等の物質を矢印へ方向に移送（粉体及び粒体の場
合は圧搾空気により送られる）するパイプ状の移送管を
示し、マイクロ波伝播特性の良々ｆな金属（導波管）で
形成されている。
一実施例のマイクロ波濃度計のブロック図を示すもので
ある。３は粉体、粒体あるいは液体（誘電体が混入した
液体）等の物質を矢印へ方向に移送（粉体及び粒体の場
合は圧搾空気により送られる）するパイプ状の移送管を
示し、マイクロ波伝播特性の良々ｆな金属（導波管）で
形成されている。
そして、その移送管３の互いに離れた箇所には、各々導
波管４，５が結合され、これにより同一方向を向いた方
向性結合器６．７が形成されている。
波管４，５が結合され、これにより同一方向を向いた方
向性結合器６．７が形成されている。
−力の方向性結合器６はマイクロ波を移送管３内に入射
するためのもの、他方の方向性結合器７は移送管３から
マイクロ波の進行波を取り出すためのものである。そし
て、それら方向性結合器６゜７の結合部分のマイクロ波
通過孔は、マイク「１波の損失の少ない低損失誘電体に
より密閉され、移送される物質が導波管４．５内に洩れ
ることが防止されている。
するためのもの、他方の方向性結合器７は移送管３から
マイクロ波の進行波を取り出すためのものである。そし
て、それら方向性結合器６゜７の結合部分のマイクロ波
通過孔は、マイク「１波の損失の少ない低損失誘電体に
より密閉され、移送される物質が導波管４．５内に洩れ
ることが防止されている。
８はマイクロ波発振器９で発振される周波数ｆＩのマイ
クロ波を２方向に分波するための分波器、１０はその周
波数ｆ１のマイクロ波の位相を遅らせる移相器、１１は
マイクロ波発振器Ｉ２で発振される周波数ｆ２ （≠１
１）のマイクロ波を２方向に分波するための分波器、１
３．１４は周波数ｆ１とｆ２のマイクロ波を混合して、
周波数ｆ３（＝ ｆ ＋ ｆ ２ ）の低周波信号
を取り出すためのミキサであり、１５〜２１は導波管で
ある。
クロ波を２方向に分波するための分波器、１０はその周
波数ｆ１のマイクロ波の位相を遅らせる移相器、１１は
マイクロ波発振器Ｉ２で発振される周波数ｆ２ （≠１
１）のマイクロ波を２方向に分波するための分波器、１
３．１４は周波数ｆ１とｆ２のマイクロ波を混合して、
周波数ｆ３（＝ ｆ ＋ ｆ ２ ）の低周波信号
を取り出すためのミキサであり、１５〜２１は導波管で
ある。
２２．２３は増幅器、２４はその増幅器２２゜２３から
の信号の位相差を検出する位相比較器、２５〜２８は同
軸ケーブルあるいはリード線等の低周波用伝送路である
。
の信号の位相差を検出する位相比較器、２５〜２８は同
軸ケーブルあるいはリード線等の低周波用伝送路である
。
以上において、マイクロ波発振器９で発振される周波数
１１のマイクロ波ば、分波器８で分波されて、その一部
は導波管１５一方向性結合器６−・移送管３一方向性結
合器７−導波管２１の経１＋’３ Ｂを通ってミキサ１
４に入射し、他は導波管Ｉ７→移相器１０−４波管１８
の径路Ｃを通ってミキサ１３に入射する。この場合、移
送管３からの反射波は導波管２１には入らない。
１１のマイクロ波ば、分波器８で分波されて、その一部
は導波管１５一方向性結合器６−・移送管３一方向性結
合器７−導波管２１の経１＋’３ Ｂを通ってミキサ１
４に入射し、他は導波管Ｉ７→移相器１０−４波管１８
の径路Ｃを通ってミキサ１３に入射する。この場合、移
送管３からの反射波は導波管２１には入らない。
そこで、移送管３内に移送物質がない状態における径路
Ｂの位相遅れがθＢであったとすると、径路Ｃの位相遅
れがそのθθとなるように、移相器１０の遅れ位相を設
定する。これにより移送管３に物質が移送されていない
時には、ミキサ１３゜１４に入射する周波数１１のマイ
クロ波は、同一位相となる。
Ｂの位相遅れがθＢであったとすると、径路Ｃの位相遅
れがそのθθとなるように、移相器１０の遅れ位相を設
定する。これにより移送管３に物質が移送されていない
時には、ミキサ１３゜１４に入射する周波数１１のマイ
クロ波は、同一位相となる。
つぎに、移送管３で粉体、液体等の移送物質を移送さ−
Ｕると、その物質の比誘電率に比例して、そこでマイク
ロ波の位相が遅れる。そしてこの位相遅れは、移送物質
の量つまり濃度にＬＬ例する。
Ｕると、その物質の比誘電率に比例して、そこでマイク
ロ波の位相が遅れる。そしてこの位相遅れは、移送物質
の量つまり濃度にＬＬ例する。
すなわち、一方のミキサ１４に入射する周波数ｆ１のマ
イクロ波の位相が、移送物質の濃度に比例して遅れる。
イクロ波の位相が、移送物質の濃度に比例して遅れる。
従って、ミキサ１３，１４に入射する周波数ｆ１のマイ
クｖｇの位相差を検出することにより、移送物質の濃度
を計測することができる。
クｖｇの位相差を検出することにより、移送物質の濃度
を計測することができる。
本実施例では、周波数ｆｌのマイクロ波をミキサ１３．
１４おいて周波数ｆ２のマイクロ波で混合することによ
り、位相情報をそのままとした周波数ｆ３の低周波の信
号として取り出し、信号処理をし易くして、増幅器２２
．２３で増幅し、位相比較器２４に人力させて、位相差
を検出し、これにより、濃度を測定している。
１４おいて周波数ｆ２のマイクロ波で混合することによ
り、位相情報をそのままとした周波数ｆ３の低周波の信
号として取り出し、信号処理をし易くして、増幅器２２
．２３で増幅し、位相比較器２４に人力させて、位相差
を検出し、これにより、濃度を測定している。
なお、この場合、移送管３内に濃度および種類の判明し
ている物質を一旦移送さ−Ｕて、位相比較器２４を較正
しておく必要がある。また、移送管３は、その総てを金
属とする必要はなく、方向性結合器６．７が形成される
部分の間のみを導波管を構成する金属としても良い。ま
た、方向性結合器６，７を単体で構成し、その間にマイ
クし１波および物質の通過用の導波管を接続し、方向性
結合器６．７の他の部分に物質移送用の油密のパイプを
接続しても良い。
ている物質を一旦移送さ−Ｕて、位相比較器２４を較正
しておく必要がある。また、移送管３は、その総てを金
属とする必要はなく、方向性結合器６．７が形成される
部分の間のみを導波管を構成する金属としても良い。ま
た、方向性結合器６，７を単体で構成し、その間にマイ
クし１波および物質の通過用の導波管を接続し、方向性
結合器６．７の他の部分に物質移送用の油密のパイプを
接続しても良い。
以上のように本発明に係るマイクロ波濃度計は、粉体、
粒体あるいは液体等の物質の移送用のパイプの互いに離
れた２箇所に各々マイクロ波結合器を設け、一方の上記
結合器からマイクロ波を上記パイプに入射させ、他方の
」二記結合器から該マイクロ波の進行波を取り出して、
該取り出した進行波の位相遅れを測定することにより、
上記パ・イブ中を移送中の物質の濃度を測定するように
したものである。
粒体あるいは液体等の物質の移送用のパイプの互いに離
れた２箇所に各々マイクロ波結合器を設け、一方の上記
結合器からマイクロ波を上記パイプに入射させ、他方の
」二記結合器から該マイクロ波の進行波を取り出して、
該取り出した進行波の位相遅れを測定することにより、
上記パ・イブ中を移送中の物質の濃度を測定するように
したものである。
このため、放射線のように人体に危険はなく、また移送
中の物質の濃度を実時間で測定することができ、さらに
位相情報はＳ／Ｎ比が良好なので高精度の測定を実現す
ることができるようになる。
中の物質の濃度を実時間で測定することができ、さらに
位相情報はＳ／Ｎ比が良好なので高精度の測定を実現す
ることができるようになる。
第１図は従来の濃度測定の一例の原理の説明図、第２図
は本発明の一実施例のマイクロ波濃度計の説明図である
。 ３・・・移送管、４，５・・・導波管、６，７・・・方
向性結合器、８・・・分波器、９・・・マイクロ波発振
器、１０・・・移相器、１１・・・分波器、１２・・・
マイクロ波発振器、１３．１４・・・ミキサ、１５〜２
１・・・導波管、２２．２３・・・増幅器、２４・・・
位相比較器。 特許出願人 新日本製鐵株式會社
は本発明の一実施例のマイクロ波濃度計の説明図である
。 ３・・・移送管、４，５・・・導波管、６，７・・・方
向性結合器、８・・・分波器、９・・・マイクロ波発振
器、１０・・・移相器、１１・・・分波器、１２・・・
マイクロ波発振器、１３．１４・・・ミキサ、１５〜２
１・・・導波管、２２．２３・・・増幅器、２４・・・
位相比較器。 特許出願人 新日本製鐵株式會社
Claims (1)
- （１）、粉体、粒体あるいは液体等の物質の移送用のパ
イプの互いに離れた２箇所に各々マイクロ波結合器を設
け、−力の上記結合器からマイクロ波を上記パイプに入
射させ、他力の上記結合器から該マイクロ波の進行波を
取り出して、該取り出した進行波の位相遅れを測定する
ことにより、上記パイプ中を移送中の上記物質の濃度を
測定するようにしたことを特徴とするマイクロ波濃度計
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13057282A JPS5919846A (ja) | 1982-07-27 | 1982-07-27 | マイクロ波濃度計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13057282A JPS5919846A (ja) | 1982-07-27 | 1982-07-27 | マイクロ波濃度計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5919846A true JPS5919846A (ja) | 1984-02-01 |
Family
ID=15037441
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13057282A Pending JPS5919846A (ja) | 1982-07-27 | 1982-07-27 | マイクロ波濃度計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5919846A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0664447A1 (en) * | 1993-07-12 | 1995-07-26 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method and apparatus for measuring phase difference |
| US5502393A (en) * | 1993-03-30 | 1996-03-26 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Densitometer using a microwave |
| US5581191A (en) * | 1994-09-12 | 1996-12-03 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Microwave densitometer |
| EP0990887A2 (en) * | 1998-10-02 | 2000-04-05 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Densitometer using microwaves |
-
1982
- 1982-07-27 JP JP13057282A patent/JPS5919846A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5502393A (en) * | 1993-03-30 | 1996-03-26 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Densitometer using a microwave |
| EP0664447A1 (en) * | 1993-07-12 | 1995-07-26 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method and apparatus for measuring phase difference |
| EP0664447A4 (en) * | 1993-07-12 | 1995-12-06 | Toshiba Kk | METHOD AND DEVICE FOR MEASURING LOW PHASES. |
| US5581191A (en) * | 1994-09-12 | 1996-12-03 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Microwave densitometer |
| EP0990887A2 (en) * | 1998-10-02 | 2000-04-05 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Densitometer using microwaves |
| EP0990887A3 (en) * | 1998-10-02 | 2002-11-13 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Densitometer using microwaves |
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