JPH04506409A - 流体混合物を測定する方法とそれに使用する装置 - Google Patents

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】 流体混合物を測定する方法とそれに使用する装置関連出願の参照 本出願は、同時出願中の先行特許出願第０６／９３２．０６８号明細書（１９８ ６年１１月１８日提出）の「流体混合物を測定するマイクロ波装置」に一部つな がるものである。この先行出願の全記載事項を本明細書で参照する。

本発明は、水−油混合物およびその他の物質混合物の組成ならびに特に混合物が 水−油混合物中の割合に高濃度の水を含む場合の組成を測定するための、マイク ロ波周波数範囲の放射を生成する非緩衝発振器を含む方法と装置に関する。

背景 前記参照特許出願明細書には、別の液体中の一部の液体の濃度、特に油中の水の 割合に低い濃度を測定するマイクａ波ベースの装置について述べである。たとえ ば、原油の生産と輸送においては、原油に混入している水の量を決定できること が重要である。この水は、しばしば、自然発生水として、またはある種の溜め刺 激過程の結果として油に混入した水として存在する。

場合によっては、油中に比較的高い割合の水が、いわゆる“高水分留分“を含む 地層からの生産の結果として生成される。多くの原油溜めにおいては、生産液体 混合物中の水の割合は楽に５０％を越えうるし、また少なくとも生産過程のいろ いろな時期に８０％または９０％もの大きさに達しつる。

特許出願第０６／９３２．８６８号明細書に述べである装置は、流体測定部に接 続された非緩衝または接地自走発振器回路を備えており、前記測定部は導管から 成る同軸伝送路を育し、前記導管は該導管内を延びる中心導体を有し、また前記 導管自体が導電路または回路の一部を形成する。この装置は、測定部の導管を通 る液体混合物の組成変化の関数として、発振器の動作周波数の変化を検出するこ とができる。特に、この装置は、油流に含まれる水の割合、また水が分散液滴と して存在する油中水、すなわち油中水乳濁液の比較的低い水の割合（５〜ｌＯ％ よりも小さい値）を決定するのに使用される。

油中の水濃度が割合に小さい場合、発振器回路動作周波数の変化は容易に測定さ れ、発振器動作周波数と油中水混合物組成との間の事前に確立された関係と比較 して、水含有量を決定することができる。しかし、組成物の水含有量が約５０〜 ８６ｖｏ１％に増加すると、混合物は水中油乳濁液に変化するようになり、金属 中心導体と金属外側導体／導管を含む装置が測定される混合物と直接接触し、導 体要素間の短絡によって場の強さに損失がおこる。この現象のため、前述の装置 によってこの組成物の水含有量を測定することは本質的に不可能である。

しかし、本発明によれば、本明細書で述べるような中心導体を含む装置と、該装 置内を伝播するマイクロ波放射のパワー損失の測定を含む物質組成の改良された 決定方法の実施とによって、水中油乳濁液などの、比較的高い割合の水を含む液 体混合物または組成物の水含有量を決定することができる。

発明の概要 本発明はマイクロ波エネルギーを使用する改良された装置を提供する。マイクロ 波の周波数は、伝送ラインを通過する際に、伝送ライン内に誘電体物質として存 在する物質組成物中の少なくとも一つの媒質の濃度によって変化する。特に、本 発明は改良された同軸伝送ラインを有する装置を含み、該ラインにおいては、流 体媒質が外側導体を形成する導管を通って流れ、外側導体内には、他の液体中の 一つの液体の割合に高い濃度の測定を可能にする適当な誘電特性を持つ物質の被 覆を有する中心導体が配置される。

さらに、本発明によれば、割合に高い周波数の非緩衝、自走発振器を含む装置が 提供され、該発振器は、無線周波伝送ライン内を伝送される無線周波数範囲また はいわゆるマイクロ波範囲のエネルギーを生成し、また前記伝送ラインは流体流 をも収容する。伝送ラインの正味の複素インピーダンスは別の流体中の一つの流 体の濃度によって変化し、発振器の動作周波数を変化させる。この周波数を測定 して、既知の周波数範囲と比較し、基準データから一つの流体の濃度を決定する 。特に、伝送ラインは外装または外層を有する中心導体を含み、この外装は、伝 送ライン内の望ましくない場所で中心導体と外側導体との間の導電路短絡を防ぐ ような誘電特性を有する物質から成る。この外装は、好ましくは、低誘電正接の 誘電特性を有する非金属物質から成る。そのような物質には、ポリプロピレン、 フルオロカーボンプラスチック、およびセラミック材料が含まれる。少なくとも 、ポリプロピレン材料または商標Ｄｅｌｒｉｎで製造されている材料を使用する 場合、外装またはスリーブの直径と金属製中心導体の直径との比は約２：ｌとす るのが好ましい。

さらに、本発明によれば、物質の組成たとえば水−油混合物の水含有量を測定す る方法と装置が提供され、その際、油中水乳濁液から水中油乳濁液に変化すると きの混合物特性は、別の液体中の一つの液体の濃度の正しくない読みとり値をＩ ｌｌ給することによって検出することができる。特に、本発明は、特定の発振器 動作層波数において、本発明の装置によって引き起こされるマイクロ波パワー損 失を比較することによって、油中水混合物が存在するかまたは水中油混合物が存 在するかを高信頼性で決定する改良された方法を提供する。

本発明は、また、別の液体中の一つの液体たとえば油中水または水中油の濃度を 測定する、マイクロ波伝送をベースとする装置をも提供する。この装置は方向性 結合器を含み、該結合器は、装置の測定部への入射マイクロ波パワーと反射マイ クロ波パワーとを測定するように配置され、パワー損失決定を行なうことができ る。

本発明の前述の特徴と利点はその他のすぐれた側面とともに、添付の図面を用い た以下の詳しい説明を読むことによって、当業者にはさらに良く理解されるであ ろう。

以下の説明において、同じ部品は明細書および図面を通じて同じ参照番号で示す 。図面は大体において模式的なものであり、普通に用いられるかまたは市販の要 素のいくつかは、明瞭さと簡潔さのためにブロック図の形でのみ示す。

図面の簡単な説明 図１は本発明の装置の一つの好ましい実施例の模式図２は別の物質たとえば油中 の一つの物質たとえば水の濃度の変化の結果としての、装置の発振器回路の周波 数変化を示すグラフと、濃度変化によるマイクロ波パワー損失の変化を示すグラ フである。

図１には、パイプライン内を液体混合物流として送られている、別の物質または 材料たとえば原油中の一つの物質または材料たとえば水の濃度を測定するための 装置の概略図を示す。装置全体を番号ｌＯで示す。

この装置はパイプライン流の標本採取のために流体通過パイプライン１２と相互 接続するのに特に適している。あるいは、装置１１０をパイプラインの一部とす ることもできるであろう。装置１０は流体流通過および測定部１４を含み、測定 部１４は外側導管部分１６を含む。外側導管部分１６は離して配置されたパイプ Ｔ継手部分１８を含み、継手部分１８はパイプライン１２の枝管部分への接続の ために、成形された通常のフランジ部分２０を有している。測定部１４は同軸伝 送ラインから成り、該ラインは中心導体２２を含む。中心導体２２は金属たとえ ばステンレス鋼で作るのが好ましい。中心導体２２は対向端支持部品２４と２６ の間に延びている。これらの部品については、前記の参照特許出願明細書に詳し く述べである。好ましくは、導体２２は導管１６と同軸に配置された大体円柱状 の捧または管部材から成り、割合に低い誘電正接好ましくは１．０　ＧＨｚの周 波数において０．１よりも小さい誘電正接を有する材料で作られる外装２７を備 えている。

外装２７は、割合に製作の容易なプラスチック、たとえば商標Ｄｅｌｒｉｎで市 販されているプラスチックのポリプロピレン、またはフルオロカーボンプラスチ ックの一つから成るのが好ましい。あるいは、低誘電正接材料であるかぎり、あ る種のセラミックスその他の材料をも、外装２７として使用することができる。

外装２７と中心導体２２との間のはめ合いは圧力ばめまたはラインツーラインば めとするのが好ましいが、中心導体と外装との間の流体流が妨げられるかぎり、 ある程度の隙間が許容される。中心導体が直径６．３５ｍｍ（０，２５インチ） を有する装置の場合、外装２７の外径は少なくとも１２．７ｍｍ（０，５０イン チ）とするのが好ましい。あるいは、外装の外径と中心導体の外径との比は約２ ：ｌの範囲にある。

前述の材料の一つから、前述の割合で作った外装２７を備えた場合に次のことが 決定された。すなわち、装置２２を伝播するマイクロ波放射のための電気回路は 、油と水から成る液体混合物、たとえば、水含有量が割合に大きく５〜１０ｖｏ １％よりも大きな程度である液体混合物において、高い信号分解能特性を有する 。

このタイプの中心導体構成の場合、以下に説明する、装置ｌＯに付随する回路は 十分な場の強さを有し、言い換えると、望ましくない場合における中心導体から 外側導体への短絡を防ぎ、発振器回路は位相の十分な分解を伴う十分な負荷プル 特性を有し、さらに外装２７と導管１６内の流体との間の界面は望ましい動作特 性を育する新しい伝播媒質となる。

装置ｌＯが、水含有量の大きい液体組成物またはいわゆる水連続相とともに運転 される場合、この組成物の導電率は良い誘電体に比べると大きいが良い導体に比 べると小さく、またもちろん、この液体組成物は中心導体を含む測定部１４の壁 面と直接接触している。

絶縁外装２７は、無線周波エネルギーが測定部にはいる場所または流体断面が始 まる場所で、無線周波エネルギーがすぐに短絡してしまうのを防ぐ。さらに、外 装２７は、導電流体が導管１６の壁の代わりに測定部の擬似外壁になると、高周 波場が伝播する主要領域となる。それでも、油中水組成物の断面測定は、動作周 波数におけるマイクロ波または無線周波エネルギーの大きな表皮厚さのために維 持される。この表皮厚さは、測定部によって形成される同軸伝送ラインの外側半 分の導電媒質としての水によって大きくなる。この場合、誘電構造物は外装２７ である。それでも、伝播高周波エネルギーの性質は水中の油含有量の変化を反映 し、これは以下に述べる接地発振器のプルによって関係づけられる。外装２７は 、無線周波エネルギーが測定部１４内に伝播して測定能力が維持できるように、 妥当な同軸インピーダンスを維持するのに十分な厚さでなければならない。中心 導体２２上の非常に薄いＩ！電体被覆は高水分含有量の液体組成物の場合には非 常に低いインピーダンスをもたらし、したがって無線周波エネルギーは流体界面 で反射されるであろう。

無線周波エネルギーは良い導体の内部へは伝播しない。導体は電磁波を拘束伝播 させる。エネルギーは良い誘電体を備えた同軸伝送システム内の導体の間の領域 を伝わる。導体表面に生じる電流は電流密度の方向と直交する方向に導体内に伝 わる。良い導体の表面に生じる電流密度または電場の強さは導体内にはいると急 激に減少する。導体の抵抗が高い場合すなわち導電率が低い場合には、導体内部 へのこの深さは急激に増大する。この現象は当業者に表皮厚さとして知られてい る。

図■に示すように、中心導体２２は対向端ブロック部材２９まで延びている。ブ ロック部材２９も割合に高絶縁性の材料たとえばフルオロカーボンプラスチック で作るのが好ましい。また、端のプラグ部分は、前記参照特許出願明細書に示し たものと同様のやり方で成されている。

測定部１４は無線周波またはいわゆるマイクロ波エネルギーの発生源に機能的に 接続されている。この発生源は非緩衝または接地自走発振器から成り、全体を番 号３０で示しである。発振器３０は、同調回路３４およびインピーダンス整合ネ ットワーク回路３６と機能的に接続された能動回路３２を含む。回路３２は、図 示していない電源からの定ＤＣ電圧Ｖｃをフィルタ回路３８を通じて受けとるの に適している。同調回路３４も、図示していない別の電源からの制御可能なりＣ 電圧Ｖｔを第２のフィルタ回路４０を通じて受けとるのに適している。発振器３ ０はかなりの負荷プル特性を有する。この発振器の基本動作周波数は、この発振 器の出力回路において複合負荷が変化すると、変化する。好ましくは、発振器３ ０は市販のタイプのものたとえばニーバンチツク・カンパニー（Ａｖａｎｔｅｋ 　Ｃｏｍｐａｎｙ）　（カリフォルニア州、サンタクララ）が同社のモデルＶＴ Ｏ８０３０電圧制御発振器として市販しているものである。典型的な発振器３０ は、５０Ωラインストレツチヤー（約０．５ｄＢのリターンロス）の端における 短絡のすべての局面に際し、公称の２００ＭＨ２動作周波数において約３５ＭＨ ｚの最大負荷プル特性を育する。発振器３０は適当なコネクタ４４によって装置 の測定部１４に機能的に接続されている。コネクタ４４は、図１に示すように、 端部品２４において中心導体２２と導電係合し、また中心導体２２の対向端にお いて第２のコネクタ４４、抵抗４６、および外側導体または導管１６を通じて中 心導体２２と導電係合している。端部品２６も１０ｄＢ方向性結合器４８ａによ って中心導体２２と接続するのに適している。方向性結合器４８ａは、同軸側足 部１４を伝播するマイクロ波エネルギーまたはパワーを標本採取するために動作 させることができる。結合器４８ａはパワー分割器４９に接続され、該分割器は パワーセンサー５０ａに接続されている。方向性結合器４８ａは、ミニサーキツ ツ・カンパニー（Ｍｉｎｉｃｉｒｃｕｉｔ　Ｃｏｍｐａｎｙ）　（二４−ヨーク 市、プルツクリン）が同社のモデルＺＥＤ−１５−２Ｂとして製造しているタイ プのものとすることができる。パワー分割器４９は、やはりミニサーキッツ・カ ンパニーが製造しているタイプＺＦＳＣ−２−２のものとすることができる。パ ワーセンサー５０は、ヒユーレット・パラカード・カンパニー（Ｈｅｗｌｅｔｔ 　ＰａｃｋａｒｄＣｏｎ＋ｐａｎｙ）　（カリフォルニア州、サニーベイル）が 製造しているタイプ４３７Ｂのものとすることができる。

第２の方向性結合器４８ｂが回路内で端部品２４と発振器３０との闇に配置され 、第２のパワーセンサー５０ｂに接続されている。方向性結合器４８ａと４８ｂ は同一の構成とすることができる。結合器４８ａはパワー分割器４９に接続され 、パワー分割器４９は出力信号を出し、この信号は増幅器５６によって増幅され る。増幅器５６の出力は周波数カウンタ５８への入力とするのに適しており、カ ウンタ５８はマイクロプロセッサ６０に接続するのに適している。適当なディジ タル表示または読出し装置６２がマイクロプロセッサ６０に接続しである。増幅 器５６は前記のミニサーキッツ・カンパニーから同社のモデルＺＦＬ−５００と して市販されているタイプのものとすることができる。周波数カウンタ５８はヒ ユーレット・パラカード・カンパニーがモデル５３４２Ａとして製造しているタ イプのものとすることができ、マイク“ロプロセッサ６０はヒユーレット・パラ カード・カンパニーのタイプ９８３６とすることができる。図１に示すシステム は変換回路６５に機能的に接続された熱電対６３を含む温度補償回路を含むのが 好ましい。変換回路６５は適当なディジタル信号をマイクロプロセッサ６０に送 る。

動作においては、測定部１４を流れる物質によって与えられる変動誘電率、たと えば、油中の水量が変動するかまたは水中の油量が変動する液体混合物の存在に よって引き起こされるような変動誘電率によって、発振器３０の動作周波数は、 該発振器の公称動作周波数に比べて割合に狭い周波数帯にわたって変化する。

たとえば、好ましい形の発振器３０は、測定部１４を流れる媒質の変動誘電率に よって、その公称動作周波数から約２０ＭＨｚの範囲にわたってプルすることが できる。

図２に示す二つのグラフは、発振器動作層波数の変化特性を、油たとえば原油中 の水の濃度の関数として示したものである。図２のグラフ表示はやや大まかな性 質を示すことを意図するものであって、両グラフの横軸は特定の数値を持つよう には示されていない。しかし、水−油混合物中の水の百分率の関数としての発振 器３０の動作周波数は、曲線７０で示される。たとえば、水の百分率が大体０の とき、発振器３０の動作周波数は点７２で示されることになり、たま、実験から 、水−原油混合物中の水の百分率が全体積の約５０％に増大するとき、水は油液 体中に乳濁液として存在する。約５０〜８６％水の濃度範囲では逆転が起こりて 、油中水ではなく水中油の形となりうる。８６％水よりも高い濃度では、はとん ど例外なく、乳濁液は水中油の形になる。測定される液体混合物における水濃度 が８６〜１００％の範囲にある部分７３では、曲線７０の傾きがわずかに増大す る。観察されたところでは、水−油混合物中の水濃度が増大するとき、周波数変 化特性は曲線７０で示される。しかし、混合物中に割合に高い濃度の水が最初か ら存在し、そのあと減少する場合、および／または水中油乳濁液が存在する場合 には、発振器動作周波数の変化は、周波数−水百分率のグラフに破線で示す曲線 ７４に従う。この破線は水の量が混合物の約３６ｖｏ１％に等しくなる点までグ ラフに示される傾きに゛従って変化し、この点において、曲線の傾きは変化して 、７８で示す、曲線７０と交差する点まで線７６に従う。そのため、たとえば水 と油から成る液体混合物の状態変化に伴って、混合物中の水の百分率を表示する ものとして周波数だけの測定を行なうのは信頼性を損いつるということが観察さ れた。

なぜならば、混合物中の水が約２０〜８６ｖｏ１％の範囲にあるときには、一つ より多くの周波数が装置１４によって示されつるからである。

しかし、本発明によって明らかにされたように、測定部１４によるマイクロ波放 射パワー損失も、油中水混合物が存在するかまたは水中油混合物が存在するかと いう状態の関数として変化する。横軸の周波数と縦軸のマイクロ波パワー損失と の関係を示すグラフにおいて、実線の曲線８０は、点８２から点８４．８６まで 、油中水の状態における測定部１４でのパワー損失を示す。周波数対パワー損失 のグラフにおける破線８８は、混合物が本質的に水中油乳濁液である状態におけ るパワー損失を示す。

これに応じて、装置ＩＯの運転中、測定部１４への入力としてパワーセンサー５ ０ｂで検出される入射パワーをモニターすることができ、またパワーセンサー５ ０ａで決定される透過パワーもモニターすることができる。次に、これらのパワ ーセンサーの読みとり値開の差を測定して、発振器回路３０の特定動作周波数で のパワー損失を決定する。マイクロ波放射パワー損失を決定することによって、 分析中の物質の特性を、たとえば、油中水または水中油乳濁液が存在する状態に ある水−油混合物において、知ることができる。たとえば、動作周波数Ｆａにお いて、パワー損失が曲線８８０点８９で示される損失に一致する場合、水中油混 合物の存在が示される。したがって、同じ周波数に関して、周波数Ｆａ対水百分 率のグラフを見ると、約３０％の水が存在するということがわかる。一方、動作 周波数Ｆａに対して、パワー損失が、曲線８０の点８１で示されるものに一致す る場合、いわゆる油中水混合物中にずっと高い百分率の水が存在し、この水の濃 度は動作周波数Ｆａに対して線７０の点７１で示されろ水の百分率に一致する。

次に、図３を参照すると、本発明による測定装置の代替実施例が示され、全体が 番号１００で示しである。

装置１００も、外側導体および導管１６、中心導体１０４、および中心導体のた めの外装２７によって形成される測定部１０２を含む。装置１００は導管１６に 接続された端部品２４、導管Ｔ継手部分１８、およびフランジ２ｏを含む。これ らは装置測定部１４に備えられているようなものである。

装置１００は、主として、端部品２４に対向する測定部端が装置１０と異なる。

図に示すように、中心導体１０４はプラグ部材１１０で終わっている。プラグ部 材１１０は導体フランジ部分１１２を有し、フランジ部分１１２はたとえば溶接 その他の通常の手段でＴ継手部分１８に適当にとりつけられる。端プラグＩＩＯ は高導電タイプの材料で作られ、中心導体１０４と導管１６との間を短絡するよ うになっている。

発振器回路３０は方向性結合器４８ａおよび４８ｂに適当に接続され、これらの 方向性結合器は、測定部１０２に伝送される入射パワーと測定部１０２から戻っ て来る反射パワーとを測定するように配置しである。

パワー分割器４９が結合器４８ａと回路をなすように接続され、またパワーセン サー５０ａは測定部１０２に伝送される入射パワーの測定に適するようになって いる。同様に、パワーセンサー５ｏｂが方向性結合器４８ｂに機能的に接続され 、反射パワーを測定するようになっている。発振器回路３０の動作周波数変化は 、増幅器５６、周波数カウンタ５８、マイクロプロセッサ６０、および表示装置 ６２を含む回路によって検出される。

装置ｌＯと装置１００の動作は基本的に同じである。

成分組成の最大範囲を含む、測定される特定物質に適当な周波数範囲にわたって 、回路３０の発振器動作周波数を掃引することによって、特定の同調周波数に対 する動作周波数の変化を、発振器５４の出力と比較することができ、割合に低周 波数の差信号をミクサ５２から周波数カウンタ５８に出力することができる。カ ウンタ５８によってカウントされる周波数はマイクロプロセッサ６０に記憶され ている周波数データと比較することができる。このデータは別の媒質中の一つの 媒質たとえば油中の水および水中の油の、ある範囲の百分率に対応する。動作周 波数の変化と同時に、測定部１４と１０２のパワー損失特性を、特定動作周波数 においてパワーセンサー５０ａおよび５０ｂにおけるパワーを比較することによ って測定することができ、さらに周波数−混合物濃度および周波数−パワー損失 のグラフを参照して、水−油混合物の場合、油中水状態が存在するかまたは水中 油状態が存在するかを決定することによって、別の媒質中の一つの媒質の百分率 を決定することができる。図２のグラフは、もちろん、適当なコンピュータによ ってアクセスできるディジタルデーターペースに納めることができる。

以上、本発明の好ましい実施例を詳しく説明したが、当業者には明らかなように 、特許請求の範囲に示す、本発明の範囲と意図を逸脱することなく、ここで述べ た方法と装置に対しているいろな置換えと変形を加えることができる。

周波数（Ｈｚ） 国際調査報告

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. １．マイクロ波エネルギー特性の変化を利用して別の流体たとえは油を含む流体 混合物中の一つの流体たとえば水の濃度を測定する装置であって、前記流体混合 物のための導管から成る外側導体と前記導管内を延びる中心導体とを含む同軸マ イクロ波伝送ラインを形成する装置を食む、測定部を形成する装置、 前記流体混合物の導電性による、伝送ラインを伝播する電場の終結を最小限にお さえるために小さな誘電正接を有する、前記中心導体のまわりの外装を形成する 装置、 前記伝送ラインに機能的に接続された発振器回路であって、前記測定部内の前記 流体混合物の性質を含む発振器負荷の複素インピーダンスの変化とともに変化す る動作周波数において、前記測定部を伝播するマイクロ波エネルギーを生成する 発振器回路、から成ることを特徴とする装置。
2. ２．前記測定部内の流体混合物の性質によって生じる前記発振器回路の動作周波 数の変化を測定する装置、前記周波数変化を、他の流体中の一つの流体のある濃 度に対応する基準周波数と比較する装置、を含むことを特徴とする請求項１の装 置。
3. ３．前記外装を形成する前記装置が、プロピレンプラスチック、フルオロカーポ ンプラスチック、およびセラミックスから選択される材料から成ることを特徴と する請求項１の装置。
4. ４．前記外装を形成する前記装置が、１．０ＧＨｚにおいて約０．１よりも小さ い誘電正接を有することを特徴とする請求項１または３の装置。
5. ５．前記中心導体および前記外装が円筒状であって、前記外装の直径が前記中心 導体の直径の約２倍であることを特徴とする請求項３の措置。
6. ６．前記発振器回路が、前記測定部に機能的に接続された接地発振器を含むこと を特徴とする請求項１の措置。
7. ７．前記発振器が自走電圧制御発振器であることを特徴とする請求項６の装置。
8. ８．前記測定部におけるマイクロ波放射パワー損失を測定する装置を含むことを 特徴とする請求項１の装置。
9. ９．マイクロ波放射パワー損失を測定する前記装置が、前記発振器回路と前記測 定部との間に置かれた第１の方向性結合器、および該第１の方向性結合器に機能 的に接続されたパワーセンサー、ならびに前記測定部と、流体混合物中の一つの 流体の濃度の変化に対応する前記発振器回路の動作周波数を測定する装置との間 に配置された第２の方向性結合器、および前記測定部を通るパワーを測定するた めに前記第２の方向性結合器に機能的に接続されたパワーセンサー、を含むこと を特徴とする請求項８の装置。
10. １０．前記中心導体が前記測定部の一端で前記導管と導伝係合していることを特 徴とする請求項１の装置。
11. １１．前記測定部におけるマイクロ波放射のパワー損失を決定する装置を含むこ とを特徴とする請求項１０の装置。
12. １２．パワー損失を決定する前記装置が、それぞれ、前記発振器回路、および前 記測定部と回路を構成する第１および第２の方向性結合器を含むことを特徴とす る請求項１１の装置。
13. １３．前記発振器回路の動作周波数を測定するために前記第１の方向性結合器に 機能的に接続された装置を含むことを特徴とする請求項１２の装置。
14. １４．前記発振器回路によって前記測定部に加えられる入射パワーを測定するた めに前記第１の方向性結合器に機能的に接続されるパワーセンサー装置を含むこ とを特徴とする請求項１３の装置。
15. １５．前記測定部から送られるマイクロ波放射の反射パワーを測定するために前 記第２の方向性結合器に機能的に接続されるパワーセンサー装置を含むことを特 徴とする請求項１２の装置。
16. １６．マイクロ波放射の特性の変化を利用して物質組成物の性質を測定する方法 であって、マイクロ波放射を伝送する装置を有する測定部を形成する装置を含む 装置を備え、 発振器回路を備えて、該発振器回路を、前記測定部内の物質組成物の性質を含む 発振器負荷の複素インピーダンスの変化によって変化する動作周波数にあるマイ クロ波放射を伝送する前記装置に機能的に接続し、前記動作周波数の変化を測定 する装置を備え、前記測定部におけるマイクロ波放射のパワー損失を決定するた めに、前記測定部への入射パワーと前記測定部を通る透過パワーとを測定する装 置を備え、前記発振器回路に加圧して、前記測定部内の物質組成物の変化による 前記発振器回路の動作周波数の変化を測定し、 選定動作周波数において前記測定部でのマイクロ波放射のパワー損失を決定し、 前記性質を決定するために、前記動作周波数におけるパワー損失を、前記物質組 成物の既知の条件における基準パワー損失と比較する 工程から成ることを特徴とする方法。
17. １７．前記物質組成物が水−油混合物を含み、パワー損失を測定する前記工程が 、パワー損失を、特定動作周波数における、油中水乳濁液が示す基準パワー損失 および水中油乳濁液の基準パワー損失と比較して、前記混合物中の前記水および 油のうち少なくとも一つの濃度を決定することを含むことを特徴とする請求項１ ６の方法。