KR20120106513A - 수분 함유재의 수분 측정장치 및 이 수분 측정장치를 사용한 수분 측정방법 - Google Patents

수분 함유재의 수분 측정장치 및 이 수분 측정장치를 사용한 수분 측정방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 시료 케이스나, 수평한 작업환경이 불필요하고, 또 측정시료의 불균일성이 있어도 웨트 스크리닝 처리가 불필요하고, 측정작업의 간편성의 향상, 측정작업시간의 단축화를 도모할 수 있는 수분 함유재의 신규한 수분 측정장치 및 이 수분 측정장치를 사용한 수분 측정방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 수분 함유재의 수분 측정장치(1)은 측정 프로브 본체(3)로부터 측정시료(M)에 삽입하는 전극체(4) 및 온도센서(5)를 돌출 설치함과 아울러, 반사측정법에 의해, 전극체(4)에 펄스 신호를 인가하고, 측정시료(M)에 삽입한 전극체(4)로부터의 반사파의 지연 시간, 반사파의 주파수, 반사파의 전압 중 어느 하나의 정보 및 측정시료(M)의 온도를 계측하는 측정 회로(11)를 구비한 측정 프로브(2)와, 이 측정 프로브(2)로부터 접속 케이블(31)을 거쳐 전송되는 측정 프로브(2)에서 계측한 어느 하나의 정보를 기초로 측정시료(M)의 유전율 또는 임피던스를 구하고, 구한 유전율 또는 임피던스의 정보와, 미리 기억 유지한 유전율?수분값의 관계, 또는, 임피던스?수분값의 관계를 나타내는 검량선의 정보를 기초로 측정시료(M)의 수분값을 구하고, 측정시료(M)의 온도의 정보와, 미리 기억 유지한 수분값?온도 보상 정보를 기초로 상기 수분값의 온도 보상을 행한 수분값도 구하는 제어 회로(24)를 구비한 장치 본체(21)를 갖는다.

Description

수분 함유재의 수분 측정장치 및 이 수분 측정장치를 사용한 수분 측정방법{APPARATUS FOR MEASURING MOISTURE IN A MOISTURE-CONTAINING MATERIAL AND METHOD THEREOF USING THIS APPARATUS}
본 발명은 수분 함유재의 수분 측정장치에 관한 것으로, 상세하게는 토목, 건축에 사용되는 생콘크리트?모르타르, 모래 등과 같은 수분 함유재의 수분의 측정?관리를 적확하게 실행할 수 있는 수분 함유재의 수분 측정장치 및 이 수분 측정장치를 사용한 수분 측정방법에 관한 것이다.
종래, 토목, 건축에 사용되는 생콘크리트?모르타르, 모래 등과 같은 수분을 측정하는 수분 측정장치로서 여러 가지의 것이 제안되었다.
예를 들면, 피측정물을 가열 건조(램프, 히터, 고주파 가열을 사용)함으로써, 그 중량 변화로부터 수분을 구하는 것이 있지만, 이 경우에는, 측정에 시간이 지나치게 걸린다.
또, 피측정물에 대하여 방사선(라디오 아이소토프)을 조사?투과시키고, 그 감쇠에 의해 수분을 구하는 것이 있지만, 이 경우에는, 장치가 대형이고, 고가격으로 되어 버린다.
또한, 피측정물에 마이크로파를 조사?투과시키고, 그 감쇠에 의해 수분을 구하는 것도 있지만, 이 경우에는, 모래 이외는 측정할 수 없어, 생콘크리트나 모르타르 등을 측정하려고 하면, 감쇠가 지나치게 커서 필요한 감도가 얻어지지 않는다고 하는 문제가 있다.
본원 출원인은, 앞서 특허문헌 1(일본 특개 2001-83115호 공보)에 개시되어 있는 바와 같이, 생콘크리트, 모르타르, 모래 등의 수분 측정장치를 제안했다.
본원 출원인에 따른 상기 특허문헌 1의 수분 측정장치는, 시료 케이스에 일정 체적의 생콘크리트와 같은 측정시료를 충전하는 구성인데, 측정시료의 시료 케이스로의 충전작업의 점 등에서 개량의 여지를 발견했다.
즉, 측정시료의 체적이 일정하지 않을 경우, 큰 측정오차가 발생할 우려가 있고, 다른 한편, 세심한 충전작업은 측정 작업 시간을 길어지게 한다.
생콘크리트, 모르타르와 같은 수분 함유재는 그 제조 후 될 수 있는 한 단시간에 타설 완료하는 것이 바람직한데, 측정 작업 시간의 신장은 제조한 생콘크리트, 모르타르의 사용 유효시간을 압박하게 된다.
또, 시료 케이스에 측정시료를 충전하는 작업 중이나 측정 중은, 측정시료가 시료 케이스 속에서 기울지 않도록 하기 위해서, 수평한 작업환경이 필요하다. 측정시료가 시료 케이스 속에서 기울어 있으면, 측정오차가 발생하는 것은 명확하다.
또한, 상기 수분 측정장치는, 측정시료와 접촉하는 전극 간의 정전용량을 측정함으로써, 수분의 예측을 하는 구성으로 하고 있다.
따라서, 측정시료가 불균일한 경우, 시료 대표성이 임피던스가 낮은 도전 경로에 치우쳐, 큰 대표성 오차를 발생한다.
실제로 측정시료로서 생콘크리트(부정형이며 대형의 골재가 혼입되어 있고, 측정시료로서는 불균일)를 측정하는 경우, 그대로의 측정에서는 큰 측정오차가 발생하기 때문에, 웨트 스크리닝 처리(골재를 제거하기 위해서, 일정한 메시의 체로 측정시료를 거르는 처리)를 시행한 측정시료의 수분을 측정하고, 잔골재, 골재의 혼합비, 각각의 비중, 급수율 등의 기지의 데이터를 사용하여, 측정한 수분값을 보정하는 작업이 필요하게 된다.
또한, 상기 수분 측정장치의 경우, 측정시료의 온도 측정이 곤란한 구조 때문에, 측정시료의 임피던스의 온도 특성이 크게 변화되는 경우, 측정오차를 일으키기 쉽다.
일본 특개 2001-83115호 공보
본 발명은, 상기 배경기술을 근거로 하고, 시료 케이스나, 수평한 작업환경이 불필요하고, 또 측정시료의 불균일성이 있어도 웨트 스크리닝 처리가 불필요하며, 게다가 측정한 수분값의 정밀도 향상도 도모할 수 있는 것과 같은 수분 함유재의 수분 측정장치, 측정방법이 존재하지 않는 점을 해결하고자 하는 것이다.
본 발명에 따른 수분 함유재의 수분 측정장치는, 측정 프로브 본체로부터 수분 함유재로 이루어지는 측정시료에 삽입하는 전극체를 돌출 설치함과 아울러, 반사측정법에 의해, 전극체에 펄스 신호를 인가하여, 측정시료에 삽입한 전극체로부터의 반사파의 지연 시간, 반사파의 주파수, 반사파의 전압 중 어느 하나의 정보를 계측하는 측정 회로를 구비한 측정 프로브와, 이 측정 프로브로부터 접속 케이블을 거쳐 전송되는 상기 측정 프로브로 계측한 상기 어느 하나의 정보를 기초로 측정시료의 유전율 또는 임피던스를 구하고, 구한 유전율 또는 임피던스의 정보와, 미리 기억 유지한 유전율?수분값의 관계 또는 임피던스?수분값의 관계를 나타내는 검량선의 정보를 기초로 상기 측정시료의 수분값을 구하는 제어 회로를 구비한 장치 본체를 갖는 것을 가장 주요한 특징으로 한다.
청구항 1 기재의 발명에 의하면, 측정 프로브 본체로부터 돌출 설치한 전극체를 수분 함유재인 측정시료에 삽입하고, 측정 회로에 의해, 반사 측정법에 따라, 전극체에 펄스 신호를 인가하고, 측정시료에 삽입한 전극체로부터의 반사파의 지연 시간, 반사파의 주파수, 반사파의 전압 중 어느 하나의 정보를 계측하고, 장치 본체의 제어 회로에 의해, 상기 측정 프로브로 계측한 상기 어느 하나의 정보를 기초로 측정시료의 유전율 또는 임피던스를 구하고, 구한 유전율 또는 임피던스의 정보와, 미리 기억 유지한 유전율?수분값의 관계를 또는 임피던스?수분값의 관계를 나타내는 검량선의 정보를 기초로 상기 측정시료의 수분값을 구하도록 구성하고 있으므로, 시료 케이스나, 수평한 작업환경이 불필요함과 아울러, 측정시료의 불균일성이 있어도 웨트 스크리닝 처리가 불필요하고, 간략하고, 또한, 적확하게 수분 함유재인 측정시료의 수분값을 구할 수 있어, 측정작업의 간편성의 향상, 측정 작업 시간의 단축화를 도모할 수 있는 수분 함유재의 신규한 수분 측정장치를 실현하고 제공할 수 있다.
청구항 2의 발명에 의하면, 상기 청구항 1 기재의 발명과 동일한 효과를 얻을 수 있음과 아울러, 측정 프로브 본체로부터 전극체에 더하여 온도센서를 돌출 설치한 구성을 채용하고, 측정 회로에 의해 측정시료의 온도도 계측하고, 장치 본체의 제어 회로에 의해 구한 측정시료의 수분값의 표준 온도로의 온도 보상도 행하도록 하고 있으므로, 측정한 수분값의 정밀도 향상도 도모할 수 있는 수분 함유재의 신규한 수분 측정장치를 실현하여 제공할 수 있다.
청구항 3의 발명에 의하면, 측정 프로브 본체로부터 생콘크리트?모르타르, 모래로부터 선정되는 어느 하나의 수분 함유재인 측정시료에 삽입하는 전극체 및 온도센서를 돌출 설치함과 아울러, 반사측정법에 의해, 전극체에 펄스 신호를 인가하는 펄스 인가 회로와, 측정시료에 삽입한 전극체로부터의 반사파의 지연 시간을 계측하는 시간영역 검출 회로, 측정시료에 삽입한 전극체로부터의 반사파의 주파수를 계측하는 주파수영역 검출 회로, 측정시료에 삽입한 전극체로부터의 반사파의 전압을 계측하는 진폭영역 검출 회로 중 어느 하나와, 온도센서가 검출하는 측정시료의 온도를 계측하는 온도 측정 회로를 갖는 측정 회로를 구비한 측정 프로브와, 상기 측정 프로브에 접속 케이블에 의해 접속됨과 아울러, 유전율?수분값의 관계 또는 임피던스?수분값의 관계를 나타내는 검량선의 정보를 미리 기억한 검량선 정보 기억부와, 수분값의 온도 보상을 행하기 위한 수분값?온도 보상 정보를 미리 기억한 수분값?온도 보상 정보 기억부와, 상기 측정 프로브로부터 접속 케이블을 거쳐 전송되는 상기 측정 프로브를 가지고 계측한 상기 반사파의 지연 시간, 반사파의 주파수, 반사파의 전압 중 어느 하나의 정보를 기초로 측정시료의 유전율 또는 임피던스를 구하고, 구한 유전율 또는 임피던스의 정보와, 상기 검량선의 정보를 기초로 상기 측정시료의 수분값을 구하고, 상기 측정 프로브로부터 접속 케이블을 거쳐 전송되는 측정시료의 온도의 정보와, 상기 수분값?온도 보상 정보와 미리 기억 유지한 수분값?온도 보상 정보를 기초로 상기 수분값의 온도 보상을 행한 수분값도 구하는 수분값 판정부와, 구한 수분값을 표시하는 표시부를 구비한 장치 본체를 갖는 구성을 기초로 청구항 2의 발명과 같은 효과를 얻을 수 있는 수분 함유재의 수분 측정장치를 실현하여 제공할 수 있다.
청구항 4 기재의 발명에 의하면, 상기 청구항 1 기재의 발명에 따른 구성의 수분 측정장치를 사용하여, 시료 케이스나, 수평한 작업환경이 불필요하고, 또 측정시료의 불균일성이 있어도 웨트 스크리닝 처리가 불필요하고, 간략하고, 또한, 적확하게 수분 함유재인 측정시료의 수분값을 구할 수 있고, 측정 작업의 간편성의 향상, 측정 작업 시간의 단축화를 도모할 수 있는 수분 함유재의 수분 측정방법을 실현하여 제공할 수 있다.
청구항 5 기재의 발명에 의하면, 상기 청구항 2의 발명에 따른 구성의 수분 측정장치를 사용하여, 상기 청구항 4 기재의 발명과 동일한 효과를 얻을 수 있음과 아울러, 측정한 수분값의 정밀도 향상도 도모할 수 있는 수분 함유재의 수분 측정방법을 실현하여 제공할 수 있다.
청구항 6 기재의 발명에 의하면, 상기 청구항 3의 발명에 따른 구성의 수분 측정장치를 사용하여, 상기 청구항 5 기재의 발명과 동일한 효과를 얻을 수 있는 수분 함유재의 수분 측정방법을 실현하여 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 수분 함유재의 수분 측정장치의 전체 구성을 도시하는 개략 사시도.
도 2는 본 실시예에 따른 수분 함유재의 수분 측정장치에 있어서의 측정 프로브의 개략 정면도.
도 3은 본 실시예에 따른 수분 함유재의 수분 측정장치에 있어서의 측정 프로브의 개략 측면도.
도 4는 본 실시예에 따른 수분 함유재의 수분 측정장치에 있어서의 측정 프로브의 개략 저면도.
도 5는 본 실시예에 따른 수분 함유재의 수분 측정장치의 개략 블럭도.
본 발명은 시료 케이스나, 수평한 작업환경이 불필요하고, 또 측정시료의 불균일성이 있어도 웨트 스크리닝 처리가 불필요하고, 게다가 측정한 수분값의 정밀도 향상도 도모할 수 있는 것과 같은 수분 함유재의 수분 측정장치를 실현하여 제공한다고 하는 목적을, 측정 프로브 본체로부터 생콘크리트?모르타르, 모래로부터 선정되는 어느 하나의 수분 함유재인 측정시료에 삽입하는 전극체 및 온도센서를 돌출 설치함과 아울러, 반사측정법에 의해, 전극체에 펄스 신호를 인가하는 펄스 인가 회로와, 측정시료에 삽입한 전극체로부터의 반사파의 지연 시간을 계측하는 시간영역 검출 회로, 측정시료에 삽입한 전극체로부터의 반사파의 주파수를 계측하는 주파수영역 검출 회로, 측정시료에 삽입한 전극체로부터의 반사파의 전압을 계측하는 진폭영역 검출 회로 중 어느 하나와, 온도센서가 검출하는 측정시료의 온도를 계측하는 온도 측정 회로를 갖는 측정 회로를 구비한 측정 프로브와, 상기 측정 프로브에 접속 케이블에 의해 접속됨과 아울러, 유전율?수분값의 관계 또는 임피던스?수분값의 관계를 나타내는 검량선의 정보를 미리 기억한 검량선 정보 기억부와, 수분값의 온도 보상을 행하기 위한 수분값?온도 보상 정보를 미리 기억한 수분값?온도 보상 정보 기억부와, 상기 측정 프로브로부터 접속 케이블을 거쳐 전송되는 상기 측정 프로브를 가지고 계측한 상기 반사파의 지연 시간, 반사파의 주파수, 반사파의 전압 중 어느 하나의 정보를 기초로 측정시료의 유전율 또는 임피던스를 구하고, 구한 유전율 또는 임피던스의 정보와, 상기 검량선의 정보를 기초로 상기 측정시료의 수분값을 구하고, 상기 측정 프로브로부터 접속 케이블을 거쳐 전송되는 측정시료의 온도의 정보와, 상기 수분값?온도 보상 정보와 미리 기억 유지한 수분값?온도 보상 정보를 기초로 상기 수분값의 온도 보상을 행한 수분값도 구하는 수분값 판정부와, 구한 수분값을 표시하는 표시부를 구비한 장치 본체를 갖는 구성에 의해 실현했다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 생콘크리트, 모르타르, 모래 등과 같은 수분 함유재의 수분 측정장치(이하 「수분 측정장치」라고 함)에 대하여 상세하게 설명한다.
본 실시예에 따른 수분 측정장치(1)는, 도 1에 도시하는 바와 같이, 측정 프로브(2)와, 장치 본체(21)와, 상기 측정 프로브(2)와 장치 본체(21)를 접속하는 접속 케이블(31)을 가지고 있다.
상기 측정 프로브(2)와 장치 본체(21)는 프로브측 커넥터(3a), 접속 케이블(31) 및 장치 본체측 커넥터(21a)를 사용하여 접속되도록 구성하고 있다.
상기 측정 프로브(2)는, 도 2 내지 도 4에 도시하는 바와 같이, 예를 들면, 원주 형상의 측정 프로브 본체(3)와, 이 측정 프로브 본체(3)의 측벽으로부터 외방으로 일정한 간격을 가지고 돌출 설치한, 예를 들면, 2개(또는 2개 이상)의 침상 또는 봉상의 도전성 금속으로 이루어지는 전극체(4)와, 상기 측정 프로브 본체(3)의 측벽으로부터 상기 전극체(4)와 간격을 가지고 외방에 돌출 설치한 봉상 또는 침상의 온도센서(5)와, 상기 측정 프로브 본체(3)의 내부(또는 외부)에 탑재한 측정 회로(11)를 가지고 있다.
상기 장치 본체(21)는, 도 1에 도시하는 바와 같이, 예를 들면, 대략 직방체 형상으로 구성되고, 그 표면에, 액정 등에 의해 형성한 표시부(22), 및 문자, 숫자 등의 정보를 입력하기 위한 복수의 키를 구비한 조작부(23)를 설치하고, 또한 상기 장치 본체(21)의 이면측에는 전지뚜껑(32)을 배치하고, 이 전지뚜껑(32)의 내부에 필요한 전력공급을 행하기 위한 전지를 수납하도록 구성하고 있음과 아울러, 장치 본체(21)의 내부에 도 5에 도시하는 제어 회로(24)를 탑재하고 있다.
또한, 본 실시예에 따른 수분 측정장치(1)에 있어서, 도 1, 도 2 및 도 4에는, 전극체(4)를 3개 돌출 설치한 예를 도시하고, 도 5에는 전극체(4)를 2개 돌출 설치한 예를 도시하고 있다.
상기 측정 프로브(2)를 구성하는 측정 회로(11)는, 도 5에 도시하는 바와 같이, 측정 프로브(2) 자체의 동작 제어, 장치 본체(21)의 제어 회로(24)와의 신호 전송을 행하는 측정 제어 회로(12)와, 측정 제어 회로(12)의 제어하에, 예를 들면, 생콘크리트, 모르타르, 모래 등과 같은 수분 함유재인 측정시료(M) 중에 삽입하는 전극체(4)에 소정 주파수의 전기신호, 예를 들면, 펄스 신호를 인가하는 펄스 인가 회로(13)와, 측정 제어 회로(12)의 제어하에 반사파를 수신하고 반사파 도달 시간(펄스 신호 인가로부터 반사파가 도달할 때까지의 시간)을 계측하는(본 발명의 경우, 반사파의 지연 시간으로부터 측정시료의 유전율을 구함) TDR(Time Domain Reflectrometry) 회로, 또는 측정 제어 회로(12)의 제어하에 반사파를 수신하고 반사파의 주파수를 계측하는, 환언하면, 반사파의 주파수로부터 측정시료의 임피던스를 구하는 FDR(Freqency Domain Reflectrometry) 회로, 또는 측정 제어 회로(12)의 제어하에 반사파를 수신하고 반사파를 진폭영역에서 해석하고 반사파의 진폭을 계측하는, 환언하면, 반사파의 전압으로부터 측정시료의 임피던스를 구하는 ADR(Amplitude Domain Reflectrometry) 회로(14)와, 상기 온도센서(5)의 검출신호를 기초로 측정시료(M)의 온도를 측정하는 온도 측정 회로(15)를 가지고 있다.
즉, 상기 측정 프로브(2)는 반사측정법에 의해 전극체(4)에 인가한 펄스의 반사파형을 관측?해석하는 방법이다.
여기에서, 상기 TDR 회로(시간영역 검출 회로)(14)는, 상기 전극체(4)를 전송선로로 간주하고, 반사파를 시간영역에서 해석하고, 펄스 신호를 인가하고나서 반사파가 도달할 때까지의 반사파 도달시간을 계측하는 회로이며, 예를 들면, 전송선로의 주위의 공간의 비유전률(유전율)의 산출을 위해 사용하는 것이다.
또한 FDR 회로(주파수영역 검출 회로)는 반사파를 주파수영역에서 해석하고, 그 주파수를 계측하는 회로이며, 전극체(4) 사이의 임피던스의 산출을 위해 사용하는 것이다.
또한 ADR 회로(진폭영역 검출 회로)는, 반사파를 진폭영역에서 해석하고, 그 전압값을 계측하는 회로이며, 전극체(4) 사이의 임피던스의 산출을 위해 사용하는 것이다.
상기 장치 본체(21)를 구성하는 제어 회로(24)는, 도 5에 도시하는 바와 같이, 상기 접속 케이블(31)을 통하여 측정 제어 회로(12)에 접속됨과 아울러, 상기 표시부(22), 조작부(23)에도 접속되고, 수분 측정 장치 전체의 제어를 행하는 제어부(25)와, 수분 측정장치(1)의 동작 프로그램을 기억한 동작 프로그램 기억부(26)와, 비유전률로부터 수분을 예측하기 위한 검량선의 정보 또는 임피던스로부터 수분을 예측하기 위한 검량선의 정보를 기억한 검량선 정보 기억부(27)와, 수분값의 측정온도에 의한 오차를 보상하기 위한 미리 구해져 있는 수분값?온도 보상 정보를 기억한 수분값?온도 보상 정보 기억부(28)와, 수분값 판정부(29)와, 수분값 정보, 온도 등을 기억하는 기억부(30)를 가지고 있다.
상기 수분값 판정부(29)는, 상기 측정 제어 회로(12)로부터 전송되는 상기 TDR 회로(14)에 의한 반사파 도달시간의 정보를 기초로, 공지의 연산식을 사용하여 측정시료(M)의 비유전률을 산출하고, 상기 비유전률로부터 수분값을 예측하기 위한 검량선의 정보와의 비교에 의해 측정시료(M)의 수분값을 예측하고, 또는, 상기 측정 제어 회로(12)로부터 전송되는 FDR 회로, 혹은 ADR 회로에 의한 반사파의 주파수, 또는 전압의 정보를 기초로, 공지의 연산식을 사용하여 측정시료(M)의 임피던스를 산출하고, 임피던스로부터 수분값을 예측하기 위한 검량선의 정보와의 비교에 의해, 측정시료(M)의 수분값을 예측하도록 구성하고 있다.
또한 상기 제어부(25)는, 상기 측정 제어 회로(12)로부터 전송되는 상기 온도센서(5)에 의한 측정시료(M)의 온도의 정보와, 상기 수분값?온도 보상 정보 기억부(28)에 기억한 수분값?온도 보상 정보를 기초로, 산출한 수분값을 표준 온도(예를 들면, 20℃)의 수분값으로 치환하는 수분값의 온도 보상을 하도록 구성하고 있다.
그리고, 상기 수분값 판정부(29)에 의해 예측한 측정시료(M)의 수분값, 온도 보상한 수분값은 제어부(25)의 제어하에 상기 기억부(30)에 기억함과 아울러, 예를 들면, 측정자에 의한 조작부(23)의 키 조작에 의해 측정시료(M)의 수분값, 온도 보상 한 수분값을 상기 표시부(22)에 표시하도록 구성하고 있다.
다음에 상기 구성으로 이루어지는 본 실시예에 따른 수분 측정장치(1)의 동작 및 이 수분 측정장치(1)를 사용한 수분 측정방법에 대하여 설명한다.
본 실시예에 따른 수분 측정장치(1)에 의해, 생콘크리트, 모르타르, 모래 등과 같은 측정시료(M)를 측정하는 경우에는, 상기 측정 프로브(2)와 장치 본체(21)를 접속 케이블(31)에 의해 접속과, 이 수분 측정장치(1)를 동작 가능 상태로 한다.
다음에, 측정 프로브(2)로부터 돌출 설치한 전극체(4) 및 온도센서(5)를 건축현장에 사용하려고 하는 생콘크리트?모르타르, 모래로부터 선정되는 어느 하나의 수분 함유재인 측정시료(M)에 삽입한다.
측정 프로브(2)에 설치한 측정 회로(11)를 사용하고, 반사측정법에 의해, 전극체(4)에 펄스 신호를 인가하고, 측정시료(M)에 삽입한 전극체(4)로부터의 반사파의 지연 시간, 반사파의 주파수, 반사파의 전압 중 어느 하나와, 온도센서(5)가 검출하는 측정시료(M)의 온도를 계측한다.
이 경우, TDR 회로(14)를 사용하는 구성의 경우에는, 측정 제어 회로(12)의 제어하에 반사파를 수신하고 반사파 도달시간(펄스 신호 인가로부터 반사파가 도달할 때까지의 시간)을 계측한다.
또, FDR 회로를 사용하는 구성의 경우에는, 반사파를 주파수영역에서 해석하고, 그 주파수를 계측하고, ADR 회로를 사용하는 구성의 경우에는, 반사파의 진폭을 계측한다.
상기 온도 측정 회로(15)는 온도센서(5)의 검출신호를 기초로 측정시료(M)의 온도를 측정한다.
다음에 접속 케이블(31)을 통하여 측정 프로브(2)에 접속한 장치 본체(21)의 제어 회로(24)에서, 측정시료(M)의 수분값, 및 온도 보상한 수분값을 구한다.
즉, 상기 장치 본체(21)에서의 제어 회로(24)의 수분값 판정부(29)는, 제어부(25)의 제어하에, 상기 측정 프로브(2)로부터 접속 케이블(31)을 거쳐 전송되는 상기 반사파의 지연 시간, 반사파의 주파수, 반사파의 전압 중 어느 하나의 정보를 기초로, 측정시료(M)의 비유전률 또는 임피던스를 구하고, 당해 구한 비유전률 또는 임피던스의 정보와, 미리 검량선 정보 기억부(27)에 기억 유지한 대응하는 검량선의 정보를 기초로 상기 측정시료(M)의 수분값을 구한다(예측함).
또, 수분값 판정부(29)는, 제어부(25)의 제어하에, 상기 측정 프로브(2)로부터 접속 케이블(31)을 거쳐 전송되는 측정시료(M)의 온도의 정보와, 미리 수분값?온도 보상 정보 기억부(28)에 기억 유지한 수분값?온도 보상 정보를 기초로 상기 수분값의 온도 보상을 행한 수분값도 구한다(예측함).
이렇게 하여 구한 수분값, 온도 보상을 행한 수분값(표준온도(예를 들면, 20℃)의 수분값으로 치환한 수분값)은, 상기 제어부(25)의 제어하에, 기억부(30)에 기억되고, 또한 상기 제어부(25)의 제어하에, 또는, 측정자에 의한 조작부(23)의 키 조작에 의해 상기 표시부(22)에 표시된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 실시예에 따른 신규한 수분 측정장치(1) 및 이 수분 측정장치(1)를 사용한 수분 측정방법에 의하면, 이하에 기술하는 것과 같은 우수한 여러 효과를 발휘한다.
즉, 측정 프로브(2)로부터 돌출 설치한 전극체(4) 및 온도센서(5)를, 수분 함유재인 측정시료(M)의 상면으로부터 내부에 직접 삽입하여 당해 측정시료(M)의 수분값을 측정할 수 있으므로, 상기 종래예와 같은 시료 케이스를 사용하지 않고, 또한 수평한 작업환경을 필요로 하지 않고, 게다가, 측정작업의 간편성의 향상, 측정작업시간의 단축화의 실현이라고 하는 효과를 발휘할 수 있다.
측정작업시간의 단축은 생콘크리트, 모르타르 제조 후부터 타설 완료까지의 시간의 단축도 되어, 제조하는 건조물 등의 강도적인 품질 향상으로의 기여라고 하는 효과도 발휘할 수 있다. 또, 측정 종료 후의 전극체(4)나 온도센서(5)의 세정도 간략하고, 또한, 신속하게 행할 수 있다.
또한 측정시료(M)의 비유전률 또는 임피던스를 측정하기 위한 전극체(4)를 측정 프로브(2)에 배치한 침상 또는 봉상의 전극으로 하고, 측정 프로브(2)를 휴대 작업이 가능한 구성으로 했으므로, 여러 장소에서의 측정이 가능하게 되는 효과를 발휘할 수 있다.
다음에, 본 실시예에 따른 수분 측정장치(1) 및 이 수분 측정장치(1)를 사용한 수분 측정방법에 있어서, 측정 프로브(2)를 TDR 회로(14)를 사용한 구성으로 한 경우에는, 상기 종래예에서 기술한 정전용량의 측정과는 달리, 측정시료(M)의 평균적인 비유전률의 측정이 가능하고, 웨트 스크리닝 처리를 요하지 않아 생콘크리트 등의 측정시료(M)의 수분 측정이 가능하게 되어, 종래예에서 기술한 측정한 수분값의 번잡한 보정 작업이 불필요하게 된다고 하는 우수한 효과를 발휘시킬 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 수분 측정장치(1) 및 이 수분 측정장치(1)를 사용한 수분 측정방법에 있어서 측정 프로브(2)에 침상 또는 봉상의 온도센서(5)를 설치하고 있으므로, 측정시료(M)의 온도 측정을 간단하게 실행할 수 있고, 측정한 수분값의 온도 보상이 가능하게 되어, 측정 정밀도 향상을 도모할 수 있다.
이 밖에, 본 실시예에 따른 수분 측정장치(1)에 의하면, 상기 측정 프로브(2)를 채용하고 있으므로, 예를 들면, 공기량 측정장치 등, 다른 측정기기?작업기기와의 일체화가 가능하게 되고, 그 경우, 또한 일련의 작업시간의 단축의 효과를 발휘할 수 있다.
또, 측정 프로브(2)를 채용했으므로, 전극체(전극) 부분의 구조상의 설계 변경의 자유도가 넓어지는 효과를 발휘할 수 있다. 예를 들면, 2개의 전극체(4)를 수지로 판 형상으로 일체화시켜, 전극의 강도를 향상시키는 예를 들 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 수분 측정장치(1)에 있어서, 측정 프로브(2)를 장치 본체(21)와 일체화하고, 장치 본체(21)의 측벽으로부터 전극체(4), 온도센서(5)를 돌출 설치한다고 하는 변형한 구성으로 하는 것도 가능하다.
본 발명의 수분 측정장치 및 이 수분 측정장치를 사용한 수분 측정방법은 토목, 건축에 사용되는 생콘크리트?모르타르, 모래 등의 수분 측정에 이용하는 경우 외에, 농지, 간척지 등의 토양 수분의 측정 등등의 각종 분야에 광범위하게 적용 가능하다.
1 수분 측정장치
2 측정 프로브
3 측정 프로브 본체
3a 프로브측 커넥터
4 전극체
5 온도센서
11 측정 회로
12 측정 제어 회로
13 펄스 인가 회로
14 TDR 회로
15 온도 측정 회로
21 장치 본체
21a 장치 본체측 커넥터
22 표시부
23 조작부
24 제어 회로
25 제어부
26 동작 프로그램 기억부
27 검량선 정보 기억부
28 수분값?온도 보상 정보 기억부
29 수분값 판정부
30 기억부
31 접속 케이블
32 전지뚜껑
M 측정시료

Claims (6)

  1. 측정 프로브 본체로부터 수분 함유재로 이루어지는 측정시료에 삽입하는 전극체를 돌출 설치함과 아울러, 반사측정법에 의해, 전극체에 펄스 신호를 인가하고, 측정시료에 삽입한 전극체로부터의 반사파의 지연 시간, 반사파의 주파수, 반사파의 전압 중 어느 하나의 정보를 계측하는 측정 회로를 구비한 측정 프로브와,
    이 측정 프로브로부터 접속 케이블을 거쳐 전송되는 상기 측정 프로브에서 계측한 상기 어느 하나의 정보를 기초로 측정시료의 유전율 또는 임피던스를 구하고, 구한 유전율 또는 임피던스의 정보와, 미리 기억 유지한 유전율?수분값의 관계 또는 임피던스?수분값의 관계를 나타내는 검량선의 정보를 기초로 상기 측정시료의 수분값을 구하는 제어 회로를 구비한 장치 본체를 구비한 것을 특징으로 하는 수분 함유재의 수분 측정장치.
  2. 측정 프로브 본체로부터 수분 함유재로 이루어지는 측정시료에 삽입하는 전극체 및 온도센서를 돌출 설치함과 아울러, 반사측정법에 의해, 전극체에 펄스 신호를 인가하고, 측정시료에 삽입한 전극체로부터의 반사파의 지연 시간, 반사파의 주파수, 반사파의 전압 중 어느 하나의 정보 및 측정시료의 온도를 계측하는 측정 회로를 구비한 측정 프로브와,
    이 측정 프로브로부터 접속 케이블을 거쳐 전송되는 상기 측정 프로브에서 계측한 상기 어느 하나의 정보를 기초로 측정시료의 유전율 또는 임피던스를 구하고, 구한 유전율 또는 임피던스의 정보와, 미리 기억 유지한 유전율?수분값의 관계 또는 임피던스?수분값의 관계를 나타내는 검량선의 정보를 기초로 상기 측정시료의 수분값을 구하고, 상기 측정 프로브로부터 접속 케이블을 거쳐 전송되는 측정시료의 온도의 정보와, 미리 기억 유지한 수분값?온도 보상 정보를 기초로 상기 수분값의 온도 보상을 행한 수분값도 구하는 제어 회로를 구비한 장치 본체를 갖는 것을 특징으로 하는 수분 함유재의 수분 측정장치.
  3. 측정 프로브 본체로부터 생콘크리트?모르타르, 모래로부터 선정되는 어느 하나의 수분 함유재인 측정시료에 삽입하는 전극체 및 온도센서를 돌출 설치함과 아울러, 반사측정법에 의해, 전극체에 펄스 신호를 인가하는 펄스 인가 회로와, 측정시료에 삽입한 전극체로부터의 반사파의 지연 시간을 계측하는 시간영역 검출 회로, 측정시료에 삽입한 전극체로부터의 반사파의 주파수를 계측하는 주파수영역 검출 회로, 측정시료에 삽입한 전극체로부터의 반사파의 전압을 계측하는 진폭영역 검출 회로 중 어느 하나와, 온도센서가 검출하는 측정시료의 온도를 계측하는 온도 측정 회로를 갖는 측정 회로를 구비한 측정 프로브와,
    상기 측정 프로브에 접속 케이블에 의해 접속됨과 아울러, 유전율?수분값의 관계 또는 임피던스?수분값의 관계를 나타내는 검량선의 정보를 미리 기억한 검량선 정보 기억부와, 수분값의 온도 보상을 행하기 위한 수분값?온도 보상 정보를 미리 기억한 수분값?온도 보상 정보 기억부와, 상기 측정 프로브로부터 접속 케이블을 거쳐 전송되는 상기 측정 프로브를 가지고 계측한 상기 반사파의 지연 시간, 반사파의 주파수, 반사파의 전압 중 어느 하나의 정보를 기초로 측정시료의 유전율 또는 임피던스를 구하고, 구한 유전율 또는 임피던스의 정보와, 상기 검량선의 정보를 기초로 상기 측정시료의 수분값을 구하고, 상기 측정 프로브로부터 접속 케이블을 거쳐 전송되는 측정시료의 온도의 정보와, 상기 수분값?온도 보상 정보와 미리 기억 유지한 수분값?온도 보상 정보를 기초로 상기 수분값의 온도 보상을 행한 수분값도 구하는 수분값 판정부와, 구한 수분값을 표시하는 표시부를 구비한 장치 본체를 갖는 것을 특징으로 하는 수분 함유재의 수분 측정장치.
  4. 측정 프로브로부터 돌출 설치한 전극체를 측정시료에 삽입하는 공정과,
    측정 프로브에 설치한 측정 회로를 사용하고, 반사측정법에 의해, 전극체에 펄스 신호를 인가하고, 측정시료에 삽입한 전극체로부터의 반사파의 지연 시간, 반사파의 주파수, 반사파의 전압 중 어느 하나의 정보를 계측하는 공정과
    상기 측정 프로브에 접속한 장치 본체의 제어 회로에서, 상기 측정 프로브에서 계측한 상기 어느 하나의 정보를 기초로 측정시료의 유전율 또는 임피던스를 구하고, 구한 유전율 또는 임피던스의 정보와, 미리 기억 유지한 유전율?수분값의 관계 또는 임피던스?수분값의 관계를 나타내는 검량선의 정보를 기초로 상기 측정시료의 수분값을 구하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 수분 함유재의 수분 측정방법.
  5. 측정 프로브로부터 돌출 설치한 전극체 및 온도센서를 측정시료에 삽입하는 공정과,
    측정 프로브에 설치한 측정 회로를 사용하고, 반사측정법에 의해, 전극체에 펄스 신호를 인가하고, 측정시료에 삽입한 전극체로부터의 반사파의 지연 시간, 반사파의 주파수, 반사파의 전압 중 어느 하나의 정보를 계측함과 아울러, 측정시료의 온도를 계측하는 공정과,
    상기 측정 프로브에 접속한 장치 본체의 제어 회로에서, 상기 측정 프로브에서 계측한 상기 어느 하나의 정보를 기초로 측정시료의 유전율 또는 임피던스를 구하고, 구한 유전율 또는 임피던스의 정보와, 미리 기억 유지한 유전율?수분값의 관계 또는 임피던스?수분값의 관계를 나타내는 검량선의 정보를 기초로 상기 측정시료의 수분값을 구하고, 상기 측정시료의 온도의 정보와, 미리 기억 유지한 수분값?온도 보상 정보를 기초로 상기 수분값의 온도 보상을 행한 수분값도 구하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 수분 함유재의 수분 측정방법.
  6. 측정 프로브로부터 돌출 설치한 전극체 및 온도센서를 생콘크리트?모르타르, 모래로부터 선정되는 어느 하나의 수분 함유재인 측정시료에 삽입하는 공정과,
    측정 프로브에 설치한 측정 회로를 사용하고, 반사측정법에 의해, 전극체에 펄스 신호를 인가하고, 측정시료에 삽입한 전극체로부터의 반사파의 지연 시간, 반사파의 주파수, 반사파의 전압 중 어느 하나와, 온도센서가 검출하는 측정시료의 온도를 계측하는 공정과, 상기 측정 프로브에 접속한 장치 본체의 제어 회로에서, 상기 측정 프로브로부터 접속 케이블을 거쳐 전송되는 상기 측정 프로브에서 계측한 상기 반사파의 지연 시간, 반사파의 주파수, 반사파의 전압 중 어느 하나의 정보를 기초로 측정시료의 유전율 또는 임피던스를 구하고, 구한 유전율 또는 임피던스의 정보와, 미리 기억 유지한 유전율?수분값의 관계 또는 임피던스?수분값의 관계를 나타내는 검량선의 정보를 기초로 상기 측정시료의 수분값을 구하고, 상기 측정 프로브로부터 접속 케이블을 거쳐 전송되는 측정시료의 온도의 정보와, 미리 기억 유지한 수분값?온도 보상 정보를 기초로 상기 수분값의 온도 보상을 행한 수분값도 구하는 공정과,
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