JPH01121769A - 複素導電率の測定方法及び装置 - Google Patents

複素導電率の測定方法及び装置

Info

Publication number
JPH01121769A
JPH01121769A JP27910087A JP27910087A JPH01121769A JP H01121769 A JPH01121769 A JP H01121769A JP 27910087 A JP27910087 A JP 27910087A JP 27910087 A JP27910087 A JP 27910087A JP H01121769 A JPH01121769 A JP H01121769A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrodes
signal
conductivity
current
measured
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP27910087A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0644022B2 (ja
Inventor
Masaki Tominaga
雅樹 富永
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KAGAKU GIJUTSUCHO KOKURITSU BOSAI KAGAKU GIJUTSU CENTER
Original Assignee
KAGAKU GIJUTSUCHO KOKURITSU BOSAI KAGAKU GIJUTSU CENTER
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by KAGAKU GIJUTSUCHO KOKURITSU BOSAI KAGAKU GIJUTSU CENTER filed Critical KAGAKU GIJUTSUCHO KOKURITSU BOSAI KAGAKU GIJUTSU CENTER
Priority to JP27910087A priority Critical patent/JPH0644022B2/ja
Publication of JPH01121769A publication Critical patent/JPH01121769A/ja
Publication of JPH0644022B2 publication Critical patent/JPH0644022B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01FCHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F1/00General methods for the manufacture of artificial filaments or the like
    • D01F1/02Addition of substances to the spinning solution or to the melt
    • D01F1/04Pigments
    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01FCHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F1/00General methods for the manufacture of artificial filaments or the like
    • D01F1/02Addition of substances to the spinning solution or to the melt
    • D01F1/06Dyes
    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01FCHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F6/00Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof
    • D01F6/28Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from copolymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D01F6/40Modacrylic fibres, i.e. containing 35 to 85% acrylonitrile

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、複数個の点状電極からなる電極系に複数の正
弦波状信号を印加し複素導電率を測定する複素導電率の
測定方法及び装置に関する。
〔従来技術の問題点〕
第6図は複素導電率の測定装置の従来例を示す図である
物質中の全電流は「伝導電流」と「変位電流」とからな
り、伝導電流は「導電率」、変位電流は「誘電率」で特
徴づけられる。本明細書では両者をまとめた電流の通り
やすさを「電気導電性」という用語で以下に表現する。
従来の電気導電性の測定装置は、第6図に示すように有
限形状の測定電極に正弦波信号を印加し、被測定対象物
についてブリッジや共振回路によりインピーダンスを測
定している。そしてこの測定値から損失角δや実効抵抗
γ、電気容量Cを求め、さらに端縁効果の補正を行い、
導電率σ、誘電率εを計算することによって電気導電性
を測定している。
このような従来の電気導電性の測定では、抵抗率が小さ
い被測定物については低周波における感電率が、逆に、
抵抗率が大きい被測定物については高周波における誘電
率がそれぞれ測定の対象となっていた。この場合、測定
に用いる電極の構造および測定の方法もそれぞれ異なっ
ていた。
〔発明が解決しようとする問題点〕
ところで、土壌中に水が浸透するような場合には、水分
量が少なく誘電率が卓越するときと、水分量が多く導電
率が卓越するときとがある。従来、このような被測定物
について、相互にまたがる測定を同一の電極で行うこと
は、上記のように測定に用いる電極の構造および測定の
方法もそれぞれ異なることから困難であった。
また、従来の誘電率の測定では、同心円筒状など一定の
形状をもった電極が広く用いられているため、電極の形
状によって現れる端縁効果が無視できない、及び電極の
形状が水の浸透を妨げるなど被測定物の電気導電性の変
化に影響を及ぼす、という2つの欠点があった。
本発明は、上記の問題点を解決するものであって、点状
の電極を用いることによって電極系の構造が被測定物の
電極導電性の変動に影響をおよぼすことなく、同一電極
のままで無限に広がると見做せる被測定物の導電率と誘
電率を複素導電率として同時に測定することを目的とす
る。
〔問題点を解決するための手段〕
そのために本発明の複素導電率の測定方法は、複数個の
点−状電極を被測定物中に配置して電流信号を印加する
ことによって複素導電率を測定する複素導電率の測定方
法であって、電極系の一方に複数の正弦波状信号を印加
し、他方の電位差を測定し、印加信号の電流値と測定信
号の電圧値の比、印加信号の角速度、及び点状電極の配
置により決まる係数から、無限に広がると見做せる被測
定物の複素導電率を算出することを特徴とするものであ
り、その測定装置は、電流信号を印加する点状電極、電
位差を測定する点状電極、印加信号の電流値と角速度を
導出する手段、測定信号の電圧値を導出する手段、点状
電極の配置により決まる係数を設定する手段、及び印加
信号の電流値と測定信号の電圧値との比を求め該比と前
記角速度と前記係数から導電率と誘電率を算出する演算
手段を備えたでとを特徴とするもみである。
〔作用〕
本発明の複素導電率の測定方法及び装置では、複数個の
点状電極からなる電極系に複数の正弦波状信号を印加す
るので、電極の形状による端縁効果の問題がなくなり、
印加信号の電流値と測定信号の電圧値の比、印加信号の
角速度、及び点状電極の配置により決まる係数から、無
限に広がると 。
見做せる被測定物の複素導電率を算出するので、簡単に
複素導電率を測定することができる。また、測定装置と
しては、点状電極と、演算手段により構成され、演算手
段は、印加信号の電流値と測定信号の電圧値の比を求め
、印加信号の角速度と係数を使って導電率と誘電率を演
算するものであればよい。
〔実施例〕
以下、図面を参照しつつ実施例を説明する。
第1図は本発明に係る複素導電率の測定方法を説明する
ための点状電極系の配置例を示す図、第2図は電位信号
を実数軸に一致させたときの電流信号と電位信号との位
相関係を示す図、第3図は本発明に係る複素導電率の測
定装置の1実施例構成を示す図である。
第1図において、1〜4はそれぞれ点状電極であり、2
個の電極1.4(以下この電極を電流積と呼ぶ)は、被
測定物に正弦波状の電流を印加し、2個の電極2.3(
以下この電極を電位極と呼ぶ)は、着目する地点を代表
する2点における電位差を測定するものである0本発明
は、この点状電極より印加した正弦波状の電流信号と測
定される電圧、さらには、電極の配置係数から複素導電
率を求めるものである。
次に、本発明の測定原理を説明する。
電流積1.4より電流値iの正弦波状信号を印加したと
きの電位極2と3の間の電位差※は9=□K     
   ・・・(1)σ“ となる。ただし、σ0は複素導電率であり、印加電流信
号の角周波数をωとおけば導電率σ、誘電率εとの間に
は次の関係がある。
σ0−σ+jωε      ・・・(2)また、Kは
点状電極の配置のしかたによってきまる係数であり、無
限に広がると見做せる物質中では、 ・・・(3) である。Tム、jはそれぞれ電極iと電極jとの距離を
あられす、※、iは正弦波状信号の複素数による表現で
あることを示し、 である、第2図のiは(1)弐における電流゛信号、※
は電位信号、φはこれらの信号の位相差を示したもので
ある。
ここで複数の入力周波数について導電率σおよび誘電率
εの値がそれぞれ等しいとすると、上記(1)、(2)
、(4)式より、 R1ωiR1 ・・・(5) となる。ただし、 R五=V、/I曇        ・・・(6)であり
、φは第2図における電流信号と電圧信号との位相差(
−「損失角」)、添字五は入力角周波数ω、に対する応
答であることを示す。
周波数の異なるn種類の正弦波の各々について(5)式
が成り立つから、それらを、 g −Σ  (1−(cos” φ 五  十sin”
 φ 通 ) ) 2 ・・・ (7)に代入し、(7
)式について最小2乗法を適用すれば、導電率σと誘電
率εが次のように求まる。
ただし、 A= ([Rt ’ ]  [Rt ’ω14]−[R
,4ωl”l”)    ・・・(9)であり、[]は
、 [a五コ=Σa、・・・(10) を表す記号である。
上記(8)式において、右辺は、点状電極系の形状で決
まる係数K、入力信号の角周波数ω、印加電流Iと測定
電圧Vの比Rのみが含まれる。このうち、Kとωは測定
条件による既知のパラメータであるから、Rを測定すれ
ば導電率σと誘電率εが求められることになる。
このように点状電極を配置し、一方から正弦波の電流信
号を印加し、他方で電位差を測定すればあとは既知のパ
ラメータを使うことによって導電率σと誘電率εを求め
ることができるので、測定装置としては、第3図に示す
ような構成を採用することができる。
第3図において、11は電流信号発生源、12は切り換
えスイッチ、13は被測定対象物、14は測定部、15
と19は演算部、16は電流値導出部、17は角速度導
出部、18は係数設定部を示す、電流信号発生源11は
、点状電極に印加する角速度ω1、ω2の正弦波状電流
信号を発生するものであり、そのいずれの信号を被測定
対象物13の中に設置した点状電極に印加するかを切り
換えるのが切り換えスイッチ12である。測定部14は
、点状電極の電圧信号を測定するものである。電流値導
出部16及び角速度導出部17は、電流信号発生源11
により発生された電流信号に対応するそれぞれの値を導
出するものであり、例えば予め電流信号発生源11に対
応して設定され、切り換えスイッチ12の位置に応じて
選択するように構成してもよい。また、係数設定部18
は、被測定対象物13の中に設置した点状電極の配置に
対応した係数が設定されるものである。演算部15は、
電圧値と電流値との比を求めるものであり、演算部19
は、演算部15の出力と角速度と係数から上記(8)式
の演算を行って導電率σと誘電率εとを求めるものであ
る。
第4図は方形波状の信号を印加する場合に通用される本
発明の他の実施例構成を示す図、第5図は任意波形の信
号を印加する場合に適用される本発明の他の実施例構成
を示す図である。図中、第3図と同一符号は同一の構成
手段を示し、14′と21は測定部、16′、17′は
設定部、20と22は演算部、23は角速度導出部を示
す。
複数の正弦波電流信号を印加する方法として、上記の如
く複数の正弦波電流発生手段を用意し、これを切り換え
て印加するのも1つの方法であるが、方形波状の信号波
形や任意の信号波形を使用してもよいことは勿論である
。この場合には、印加電流信号波形と測定電位波形を直
接に或いは一度記録した後、着目する複数の周波数につ
いてフーリエ係数を求め、その振幅の比を得れば同様に
(8)式を使っ°て複素導電率を求めることができる。
その例を示したのが第4図及び第5図である。
これらの場合には、上記の如くフーリエ係数を求めるご
とから、当然そのための演算手段が必要となり、第4図
及び第5図ではこれらの手段が組み込まれた構成(演算
手段20〜23)となっている。また、第4図に示す例
は、印加する電流信号について、電流値及び角速度とし
て特定の値を予め既知のものとして設定しているが、第
5図に示す例は、印加する電流信号についてもフーリエ
係数を求めるように構成している。
なお、本発明は、上記の実施例に限定されるものではな
く、種々の変形が可能である。例えば上記の実施例にお
いて、方形波状の入力電流を印加する場合においても、
角速度及び電流値について任意波形を使う場合と同様な
信号設定系を採用してもよいことはいうまでもない。
〔発明の効果〕
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、点状
電極を使用するので、 ■ 電極の形状による端縁効果が現れない■ 被測定物
の電気導電性の変化が電極の形状によって妨げられない
 ゛ ■ 電極の配置を変えることにより被測定物の測定範囲
を任意に設定できる 等の効果を得ることができる。
また、複数の正弦波状信号に着目した測定方法を採用し
ているので、 ■ 印加電流と測定電圧の位相差(損失角)を測定する
必要がなくなる ■ 入力信号として正弦波状電流を使用すれば、■とV
の測定に実効値指示又は平均値指示の直読型の交流計器
を使用できる 等の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る複素導電率の測定方法を説明する
ための点状電極系の配置例を示す図、第2図は電位信号
を実数軸に一致させたときの電流信号と電位信号との位
相関係を示す図、第3図は本発明に係る複素導電率の測
定装置の1実施例構成を示す図、第4図は方形波状の信
号を印加する場合に適用される本発明の他の実施例構成
を示す図、第5図は任意波形の信号を印加する場合に適
用される本発明の他の実施例構成を示す図、第6図は複
素導電率の測定装置の従来例を示す図である。 1〜4・・・点状電極、11・・・電流信号発生源、1
2・・・切り換えスイッチ、13・・・被測定対象物、
14・・・測定部、15と19・・・演算部、16・・
・電流値専出部、17・・・角速度導出部、18・・・
係数設定部。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)複数個の点状電極を被測定物中に配置して電流信
    号を印加することによって複素導電率を測定する複素導
    電率の測定方法であって、電極系の一方に複数の正弦波
    状信号を印加し、他方の電位差を測定し、印加信号の電
    流値と測定信号の電圧値の比、印加信号の角速度、及び
    点状電極の配置により決まる係数から、無限に広がると
    見做せる被測定物の複素導電率を算出することを特徴と
    する複素導電率の測定方法。 (2)矩形波状信号により同時に複数の正弦波状信号を
    印加し、フーリエ係数を求めて信号処理することを特徴
    とする特許請求の範囲第1項記載の複素導電率の測定方
    法。 (3)任意の信号波形信号により同時に複数の正弦波状
    信号を印加し、フーリエ係数を求めて信号処理すること
    を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の複素導電率の
    測定方法。(4)複数個の点状電極を被測定物中に配置
    して電流信号を印加することによって複素導電率を測定
    する複素導電率の測定装置であって、電流信号を印加す
    る点状電極、電位差を測定する点状電極、印加信号の電
    流値と角速度を導出する手段、測定信号の電圧値を導出
    する手段、点状電極の配置により決まる係数を設定する
    手段、及び印加信号の電流値と測定信号の電圧値との比
    を求め該比と前記角速度と前記係数から導電率と誘電率
    を算出する演算手段を備えたことを特徴とする複素導電
    率の測定装置。 (5)印加信号の電流値と角速度を導出する手段は、印
    加信号の電流波形よりフーリエ係数を求めることによっ
    て電流値と角速度を導出することを特徴とする特許請求
    の範囲第4項記載の複素導電率の測定装置。 (6)測定信号の電圧値を導出する手段は、測定信号の
    電圧波形よりフーリエ係数を求めることによって電圧値
    を導出することを特徴とする特許請求の範囲第4項記載
    の複素導電率の測定装置。
JP27910087A 1987-11-06 1987-11-06 複素導電率の測定方法及び装置 Expired - Lifetime JPH0644022B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP27910087A JPH0644022B2 (ja) 1987-11-06 1987-11-06 複素導電率の測定方法及び装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP27910087A JPH0644022B2 (ja) 1987-11-06 1987-11-06 複素導電率の測定方法及び装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH01121769A true JPH01121769A (ja) 1989-05-15
JPH0644022B2 JPH0644022B2 (ja) 1994-06-08

Family

ID=17606415

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP27910087A Expired - Lifetime JPH0644022B2 (ja) 1987-11-06 1987-11-06 複素導電率の測定方法及び装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0644022B2 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006008933A1 (ja) * 2004-07-16 2006-01-26 Kaneka Corporation 立毛布帛
JP2013200193A (ja) * 2012-03-23 2013-10-03 Mega Chips Corp 水分検出装置、電気伝導度検出装置、センサネットワークシステム、プログラム、水分検出方法および電気伝導度検出方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006008933A1 (ja) * 2004-07-16 2006-01-26 Kaneka Corporation 立毛布帛
JP2013200193A (ja) * 2012-03-23 2013-10-03 Mega Chips Corp 水分検出装置、電気伝導度検出装置、センサネットワークシステム、プログラム、水分検出方法および電気伝導度検出方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0644022B2 (ja) 1994-06-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Newell et al. An electric current tomograph
US5544662A (en) High-speed electric tomography
JP4090077B2 (ja) 流れ媒体中の伝導率分布を測定する格子センサ及びそれらの測定信号を得る方法
CN110308332A (zh) 一种变电站接地网接地阻抗检测方法、系统及介质
CN109690260A (zh) 用于有损介质成像的位移电流相位层析成像
Chen et al. Design of impedance measuring circuits based on phase-sensitive demodulation technique
CN109394214B (zh) 一种基于隔离激励电流锁相法的生物阻抗测量装置和方法
JP2003028900A (ja) 非接触電圧測定方法およびその装置
JPH0644022B2 (ja) 複素導電率の測定方法及び装置
JPH09243683A (ja) 抵抗率、電気伝導率及び/又は誘電率の測定方法及び装置
CN118937771A (zh) 一种电容耦合方式的非侵入式电压测量装置及方法
RU2695025C1 (ru) Двухзондовый способ измерения фазовых сдвигов распределённой RC-структуры
JPS58208654A (ja) 土壌腐食測定装置
Kuklin Prototype of a measurement device for frequency dependent soil electrical properties
RU2695030C1 (ru) Устройство двухзондового измерения фазовых сдвигов распределённой RC-структуры
JP3080590B2 (ja) 半導体ウエハの抵抗測定方法
Imachi et al. Rheometry experiment for a wire antenna aboard spacecraft at low frequencies
RU2209440C2 (ru) Способ измерения параметров комплексных сопротивлений и устройство для его осуществления
Castiglione et al. A complex dielectric sensor for measurement of water content and salinity in porous media
SU746362A1 (ru) Устройство дл измерени напр женности пол анизотропии тонких магнитных пленок
SU938166A1 (ru) Универсальный мост переменного тока
RU2123706C1 (ru) Мост переменного тока
SU789731A1 (ru) Устройство дл неразрушающего вихретокового контрол
SU748286A1 (ru) Универсальный измеритель емкости и проводимости конденсаторов, индуктивности и сопротивлени катушек индуктивности
SU1061064A1 (ru) Способ измерени коэффициента нелинейности электропроводности материалов

Legal Events

Date Code Title Description
EXPY Cancellation because of completion of term