JPH0750079B2 - 水分検出センサ - Google Patents
水分検出センサInfo
- Publication number
- JPH0750079B2 JPH0750079B2 JP2336825A JP33682590A JPH0750079B2 JP H0750079 B2 JPH0750079 B2 JP H0750079B2 JP 2336825 A JP2336825 A JP 2336825A JP 33682590 A JP33682590 A JP 33682590A JP H0750079 B2 JPH0750079 B2 JP H0750079B2
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- comb
- piezoelectric substrate
- shaped electrodes
- ultrasonic
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、木材などの固体、穀物やセメントなどの粉粒
体、および空気などの気体中の水分含有量を検出する水
分検出センサの改良に関する。
体、および空気などの気体中の水分含有量を検出する水
分検出センサの改良に関する。
（従来の技術） 従来、この種のセンサとしては、検出媒体の電気抵抗が
水分の含有量により変化することを利用し、その電気抵
抗の変化を一対の電極に通電して検出し、水分の含有量
を検出するものが知られている。
水分の含有量により変化することを利用し、その電気抵
抗の変化を一対の電極に通電して検出し、水分の含有量
を検出するものが知られている。
（発明が解決しようとする課題） しかし、従来のセンサでは、検出媒体の電気抵抗が水分
の含有量により変化することを利用しているので、空気
などの気体中の水分含有量を検出するには不向きである
という問題があった。
の含有量により変化することを利用しているので、空気
などの気体中の水分含有量を検出するには不向きである
という問題があった。
そこで、本発明は、上記の問題点が解消し、検出媒体に
かかわらず水分含有量を検出できるセンサを提供するこ
とを目的とする。
かかわらず水分含有量を検出できるセンサを提供するこ
とを目的とする。
（課題を解決するための手段） かかる目的を達成するために、本発明は、以下のように
構成した。
構成した。
すなわち、本発明は、圧電基板の板面の横幅を共振波長
λの1/2の整数倍に形成すると共に、この圧電基板の板
面に２個のくし型電極を向い合わせて形成し、これらの
くし型電極の平行なくし状の電極の間隔をλの等間隔に
し、一方のくし型電極のくし状の電極間に他方のくし型
電極のくし状の電極を配置して、隣接するくし状の電極
の間隔をλ/2にすると共に、これらのくし状の電極のう
ち最外側の電極と圧電基板の側縁との距離をλ/4にした
定在波放射器と、この定在波放射器と同じ構造の超音波
受信器とを有し、 これら定在波放射器と超音波受信器とを、検出空間を挟
んで対向して配置してなる。
λの1/2の整数倍に形成すると共に、この圧電基板の板
面に２個のくし型電極を向い合わせて形成し、これらの
くし型電極の平行なくし状の電極の間隔をλの等間隔に
し、一方のくし型電極のくし状の電極間に他方のくし型
電極のくし状の電極を配置して、隣接するくし状の電極
の間隔をλ/2にすると共に、これらのくし状の電極のう
ち最外側の電極と圧電基板の側縁との距離をλ/4にした
定在波放射器と、この定在波放射器と同じ構造の超音波
受信器とを有し、 これら定在波放射器と超音波受信器とを、検出空間を挟
んで対向して配置してなる。
（作用） このように構成する本発明では、定在波放射器の圧電基
板上に形成したくし型電極から位相の揃った超音波が放
射され、粗密波となって検出媒体中を伝搬したのち、超
音波受信器の圧電基板上に形成したくし型電極により超
音波が受信される。
板上に形成したくし型電極から位相の揃った超音波が放
射され、粗密波となって検出媒体中を伝搬したのち、超
音波受信器の圧電基板上に形成したくし型電極により超
音波が受信される。
検出媒体中を伝搬する超音波は、その検出媒体が同じで
あっても水分の含有量の差異により伝搬速度が変化す
る。従って、超音波の伝搬速度と受波エネルギーを検出
すれば、媒体中の水分の含有率を知ることができる。
あっても水分の含有量の差異により伝搬速度が変化す
る。従って、超音波の伝搬速度と受波エネルギーを検出
すれば、媒体中の水分の含有率を知ることができる。
（実施例） 以下、図面を参照して本発明実施例を詳細に説明する。
本発明実施例は、第１図に示すように、定在波放射器１
を凹部２に埋め込み先端を鋭利に形成した垂直部材３
と、超音波受信器４を凹部５に埋め込み先端を鋭利に形
成した垂直部材６とからなり、定在波放射器１と超音波
受信器４とが所定間隔おいて対抗して配置するように、
垂直部材３と垂直部材６とを連結部材７に取り付ける。
を凹部２に埋め込み先端を鋭利に形成した垂直部材３
と、超音波受信器４を凹部５に埋め込み先端を鋭利に形
成した垂直部材６とからなり、定在波放射器１と超音波
受信器４とが所定間隔おいて対抗して配置するように、
垂直部材３と垂直部材６とを連結部材７に取り付ける。
定在波放射器１は、第２図に示すように、LiTaO3やLiNb
O3などからなる圧電基板８上に、超音波を放射する定在
波放射体９を形成し、その定在波放射体９の全体を薄い
被覆膜（図示せず）で被覆する。定在波放射体９は、く
し型電極9Aと、くし型電極9Bとを、各くしが交互かつ平
行に配列されるようにアルミニウムの薄膜などで形成す
る。
O3などからなる圧電基板８上に、超音波を放射する定在
波放射体９を形成し、その定在波放射体９の全体を薄い
被覆膜（図示せず）で被覆する。定在波放射体９は、く
し型電極9Aと、くし型電極9Bとを、各くしが交互かつ平
行に配列されるようにアルミニウムの薄膜などで形成す
る。
平行に配列する各くしの中央間の距離は、端子の両端に
供給する入力信号の波長をλとすれば、λ/2である。ま
た、圧電基板８に形成するくし型電極9Bの両端の各くし
の中央と、圧電基板８の端との長さはλ/4とする。
供給する入力信号の波長をλとすれば、λ/2である。ま
た、圧電基板８に形成するくし型電極9Bの両端の各くし
の中央と、圧電基板８の端との長さはλ/4とする。
超音波受信器４は、第３図に示すように、圧電基板10上
に超音波を受信する超音波受信体11を形成し、その超音
波受信体11の全体を薄い被覆膜（図示せず）で被覆す
る。超音波受信体11は、くし型電極11Aと、くし型電極1
1Bとを、各くしが交互かつ平行に配列されるようにアル
ミニウムの薄膜などで形成する。
に超音波を受信する超音波受信体11を形成し、その超音
波受信体11の全体を薄い被覆膜（図示せず）で被覆す
る。超音波受信体11は、くし型電極11Aと、くし型電極1
1Bとを、各くしが交互かつ平行に配列されるようにアル
ミニウムの薄膜などで形成する。
平行に配列する各くしの中央間の距離は、受信する超音
波の波長をλとすれば、λ/2である。また、圧電基板10
に形成するくし型電極11Bの両端の各くしの中央と、圧
電基板10の端との長さはλ/4とする。
波の波長をλとすれば、λ/2である。また、圧電基板10
に形成するくし型電極11Bの両端の各くしの中央と、圧
電基板10の端との長さはλ/4とする。
次に、このように構成する実施例を、穀物やセメントな
どの粉粒体を検出媒体とし、その含有水分量を検出する
使用例について説明する。
どの粉粒体を検出媒体とし、その含有水分量を検出する
使用例について説明する。
定在波放射器１の圧電基板８上に形成するくし型電極9
A,9Bに、表面弾性波が定在波の形態で生じ（第２図参
照）、これにより超音波が検出媒体である粉粒体中に放
射される。なお、第２図中に示すｎは、ｎ＝1,2,3,・・
・とする。
A,9Bに、表面弾性波が定在波の形態で生じ（第２図参
照）、これにより超音波が検出媒体である粉粒体中に放
射される。なお、第２図中に示すｎは、ｎ＝1,2,3,・・
・とする。
このように放射された超音波は、検出媒体中を伝搬した
のち、超音波受信器４の圧電基板10上に形成するくし型
電極11A,11Bにより表面弾性波の形態で受信され（第３
図参照）、電気信号に変換される。
のち、超音波受信器４の圧電基板10上に形成するくし型
電極11A,11Bにより表面弾性波の形態で受信され（第３
図参照）、電気信号に変換される。
検出媒体中を伝搬する超音波は、その検出媒体が同じで
あっても水分の含有量の差異により伝搬速度が変化す
る。従って、超音波の伝搬速度と受波エネルギーを検出
すれば、検出媒体中の水分の含有率を知ることができ
る。
あっても水分の含有量の差異により伝搬速度が変化す
る。従って、超音波の伝搬速度と受波エネルギーを検出
すれば、検出媒体中の水分の含有率を知ることができ
る。
次に、本発明の他の実施例について、第４図を参照して
説明する。
説明する。
この実施例は、第１図の定在波放射器１および超音波受
信器４に代えて、定在波放射器１を水晶やLiNbO3などか
らなる圧電基板12とし、超音波受信器４を同様に圧電基
板13とするものである。
信器４に代えて、定在波放射器１を水晶やLiNbO3などか
らなる圧電基板12とし、超音波受信器４を同様に圧電基
板13とするものである。
圧電基板12,圧電基板13はいずれも、水晶やLiNbO3を薄
くスライス、ポリッシュ後、駆動周波数の波長λの半分
に板の厚さを合わせてダイシングし、両面に金具を蒸着
させる。これにより、第５図（Ａ）〜（Ｃ）に示すよう
な各種のものが構成できる。
くスライス、ポリッシュ後、駆動周波数の波長λの半分
に板の厚さを合わせてダイシングし、両面に金具を蒸着
させる。これにより、第５図（Ａ）〜（Ｃ）に示すよう
な各種のものが構成できる。
このように構成する各実施例では、定在波放射器である
圧電基板12から超音波が放射され、この放射された超音
波は圧電基板13で受信されるので、上述と同様に検出媒
体中の水分の含有率を知ることができる。
圧電基板12から超音波が放射され、この放射された超音
波は圧電基板13で受信されるので、上述と同様に検出媒
体中の水分の含有率を知ることができる。
（発明の効果） 以上のように、本発明では、超音波の検出媒体中におけ
る伝搬速度が水分の含有量により変化し、出力電力が増
減することを利用して水分含有量を検出できるので、検
出媒体の形態が固体、粉粒体、気体のいずれであっても
水分含有量を検出でき、汎用性に富む水分センサを提供
できる。
る伝搬速度が水分の含有量により変化し、出力電力が増
減することを利用して水分含有量を検出できるので、検
出媒体の形態が固体、粉粒体、気体のいずれであっても
水分含有量を検出でき、汎用性に富む水分センサを提供
できる。
第１図は本発明実施例の全体構成を示す斜視図、第２図
は定在波放射器の平面とその振動モードを示す図、第３
図は超音波受信器の平面とその振動モードを示す図、第
４図は本発明の他の実施例の全体構成を示す斜視図、第
５図は圧電基板およびその振動モードを示す図である。 １は定在波放射器、４は超音波受信器、8,10は圧電基
板、９は定在波放射体、9A、9Bはくし型電極、11は超音
波受信体、11A、11Bはくし型電極である。
は定在波放射器の平面とその振動モードを示す図、第３
図は超音波受信器の平面とその振動モードを示す図、第
４図は本発明の他の実施例の全体構成を示す斜視図、第
５図は圧電基板およびその振動モードを示す図である。 １は定在波放射器、４は超音波受信器、8,10は圧電基
板、９は定在波放射体、9A、9Bはくし型電極、11は超音
波受信体、11A、11Bはくし型電極である。
Claims (1)
- 【請求項１】圧電基板の板面の横幅を共振波長λの1/2
の整数倍に形成すると共に、この圧電基板の板面に２個
のくし型電極を向い合わせて形成し、これらのくし型電
極の平行なくし状の電極の間隔をλの等間隔にし、一方
のくし型電極のくし状の電極間に他方のくし型電極のく
し状の電極を配置して、隣接するくし状の電極の間隔を
λ/2にすると共に、これらのくし状の電極のうち最外側
の電極と圧電基板の側縁との距離をλ/4にした定在波放
射器と、この定在波放射器と同じ構造の超音波受信器と
を有し、 これら定在波放射器と超音波受信器とを、検出空間を挟
んで対向して配置してなる水分検出センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2336825A JPH0750079B2 (ja) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | 水分検出センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2336825A JPH0750079B2 (ja) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | 水分検出センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04204251A JPH04204251A (ja) | 1992-07-24 |
| JPH0750079B2 true JPH0750079B2 (ja) | 1995-05-31 |
Family
ID=18303022
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2336825A Expired - Fee Related JPH0750079B2 (ja) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | 水分検出センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0750079B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011112486A (ja) * | 2009-11-26 | 2011-06-09 | Nippon Soda Co Ltd | 液化ホスゲン中の水分検出器 |
| CN102980941B (zh) * | 2012-11-26 | 2015-12-02 | 华南理工大学 | 一种利用声速变化的超声气体相对湿度检测方法及装置 |
| JP6920729B2 (ja) * | 2017-09-26 | 2021-08-18 | 京都電子工業株式会社 | 木材の含水率推定方法とその装置 |
| CN113567558B (zh) * | 2021-06-30 | 2022-11-22 | 广州大学 | 一种土壤含水率超声波测量装置及测量方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5733545B2 (ja) | 2014-06-13 | 2015-06-10 | セイコーエプソン株式会社 | プロジェクター及びプロジェクターシステム |
-
1990
- 1990-11-30 JP JP2336825A patent/JPH0750079B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5733545B2 (ja) | 2014-06-13 | 2015-06-10 | セイコーエプソン株式会社 | プロジェクター及びプロジェクターシステム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04204251A (ja) | 1992-07-24 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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