JPS5937465A - 誘電率測定方法 - Google Patents
誘電率測定方法Info
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- JPS5937465A JPS5937465A JP14796682A JP14796682A JPS5937465A JP S5937465 A JPS5937465 A JP S5937465A JP 14796682 A JP14796682 A JP 14796682A JP 14796682 A JP14796682 A JP 14796682A JP S5937465 A JPS5937465 A JP S5937465A
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- Japan
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- dielectric constant
- frequency
- grain size
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- Pending
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R27/00—Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
- G01R27/02—Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
- G01R27/26—Measuring inductance or capacitance; Measuring quality factor, e.g. by using the resonance method; Measuring loss factor; Measuring dielectric constants ; Measuring impedance or related variables
- G01R27/2617—Measuring dielectric properties, e.g. constants
- G01R27/2635—Sample holders, electrodes or excitation arrangements, e.g. sensors or measuring cells
- G01R27/267—Coils or antennae arrangements, e.g. coils surrounding the sample or transmitter/receiver antennae
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measurement Of Resistance Or Impedance (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。
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、電波の透過又は反射を利用した誘電率測定に
関し、特に粉粒体の平均的な誘電率の測定に関する。
関し、特に粉粒体の平均的な誘電率の測定に関する。
粉粒体の平均的な誘電率は、固有の誘電率に加えて粉粒
体の形状、例えば粒度等によって変化する。したがって
誘電率測定は粒度や充填率あるいはかさ密度の測定に応
用できる。均質な液体や′固体に関するマイクロ波領域
での誘電率を測定するには、反射法や透過法が用いられ
ている。しかしながらいずれの方法も、粉粒体に適用す
る場合には粉粒体の粒径と電波の波長がほぼ等しくなる
と、電波干渉が顕著になり、測定が困難になる。これを
以下に説明する。
体の形状、例えば粒度等によって変化する。したがって
誘電率測定は粒度や充填率あるいはかさ密度の測定に応
用できる。均質な液体や′固体に関するマイクロ波領域
での誘電率を測定するには、反射法や透過法が用いられ
ている。しかしながらいずれの方法も、粉粒体に適用す
る場合には粉粒体の粒径と電波の波長がほぼ等しくなる
と、電波干渉が顕著になり、測定が困難になる。これを
以下に説明する。
コークスの誘電率を透過法で測定した。第１図は測定方
法の概念図である。単一マイクロ波発信器３から特定波
長の周波数をアンテナ１より放射し、これをアンテナ２
で受信して、ネットワークアナライザ６に導き、方向性
結合器４で分岐した入力信号と比較して電力の透過率を
求めた。コークスを入れた試料室５の幅りすなわちコー
クス中の電波伝搬距離をＬとすると、透過率ＴとＬどの
間に次の関係が成立つ。
法の概念図である。単一マイクロ波発信器３から特定波
長の周波数をアンテナ１より放射し、これをアンテナ２
で受信して、ネットワークアナライザ６に導き、方向性
結合器４で分岐した入力信号と比較して電力の透過率を
求めた。コークスを入れた試料室５の幅りすなわちコー
クス中の電波伝搬距離をＬとすると、透過率ＴとＬどの
間に次の関係が成立つ。
Ｔ＝ ［（４７１）２／（訃日Ｊ ４ ） ｅ ｘ ｐ
（ａ Ｌ ）ここにａは電波の減衰係数、Ｎは粉粒体
の平均的な複素屈折率である（なお、この場合粉粒体内
での電波の減衰が大きいので試料内での繰返し反射は考
えないものとする）。さて、第１図の構成でＬを変化さ
せて透過率Ｔを求めると、第２図に示すようなデータが
得ら九る。データがバラついているのは、電波の波長（
３ｃ ｍ）とコークス粒径（平均約５ｃｍ）が比較的接
近しているために電波に不規則な干渉を生じるからであ
る。
（ａ Ｌ ）ここにａは電波の減衰係数、Ｎは粉粒体
の平均的な複素屈折率である（なお、この場合粉粒体内
での電波の減衰が大きいので試料内での繰返し反射は考
えないものとする）。さて、第１図の構成でＬを変化さ
せて透過率Ｔを求めると、第２図に示すようなデータが
得ら九る。データがバラついているのは、電波の波長（
３ｃ ｍ）とコークス粒径（平均約５ｃｍ）が比較的接
近しているために電波に不規則な干渉を生じるからであ
る。
以上のように、従来の、電波による誘電率測定法では、
粉粒体、特に、粒径が揃っていない粉粒体では、測定誤
差が大きいという問題がある。
粉粒体、特に、粒径が揃っていない粉粒体では、測定誤
差が大きいという問題がある。
本発明は、粉９粒体の全体としての誘電率を正確に測定
することを目的とする。
することを目的とする。
上記目的を達成するために本発明においては、測定対象
物に、周期的に変調させるか、あるいは同時に重ね合せ
た複数の周波数の電波を、放射し、全周波数にわたる電
波送信レベルと受信レベルより誘電率を求める。すなわ
ち、発信周波数を周期的に変えて、あるいは、同時に異
った複数の周波数の電波を発信して、受信側においては
異った同化レベルより誘電率を検出する。
物に、周期的に変調させるか、あるいは同時に重ね合せ
た複数の周波数の電波を、放射し、全周波数にわたる電
波送信レベルと受信レベルより誘電率を求める。すなわ
ち、発信周波数を周期的に変えて、あるいは、同時に異
った複数の周波数の電波を発信して、受信側においては
異った同化レベルより誘電率を検出する。
これによれば、粉粒体のそれぞれの粒径につきある周波
数が干渉を生ずるが、受信信号が全周波数の受信レベル
の平均値であって周波数全体については干渉変動分が相
殺されているので、正確な、かつ安定した検出値が得ら
れる。
数が干渉を生ずるが、受信信号が全周波数の受信レベル
の平均値であって周波数全体については干渉変動分が相
殺されているので、正確な、かつ安定した検出値が得ら
れる。
以下本発明の詳細な説明する。第１図に示す単一マイク
ロ波発信器３を、発信周波数が９〜１１ＧＨｚの範囲で
正弦波状に変化するマイクロ波スィーパ８に変更した第
３図の構成で粒状コークスの透過率を測定した。測定で
得た、距離りと透過率ノｎＴとの関係を第４図に示す。
ロ波発信器３を、発信周波数が９〜１１ＧＨｚの範囲で
正弦波状に変化するマイクロ波スィーパ８に変更した第
３図の構成で粒状コークスの透過率を測定した。測定で
得た、距離りと透過率ノｎＴとの関係を第４図に示す。
第２図と第４図とを比較すると、第３図の構成での測定
（第４図）では、データのバラつきが減少し、奇麗な直
線関係が得られるので、減衰係数ａが容易に求まる。五
の実部ｎｏは第４図のｙ切片と減衰係数ａを用いて求め
る。誘電率εはこのａとｎＱを用いて、 ε＝芹２ ＝ （ｎｏ ＋ｊ （ａλ／４π）〕２３
− で求める。
（第４図）では、データのバラつきが減少し、奇麗な直
線関係が得られるので、減衰係数ａが容易に求まる。五
の実部ｎｏは第４図のｙ切片と減衰係数ａを用いて求め
る。誘電率εはこのａとｎＱを用いて、 ε＝芹２ ＝ （ｎｏ ＋ｊ （ａλ／４π）〕２３
− で求める。
このような測定法を用いてコークスの粒度を測定した例
を示す。第５図は得られた結果であり、横軸がコークス
の平均粒度、縦軸が受信電力（ｄＢｍ）である。測定間
隔が３０ｃｍで、走査周波数が９〜１１ＧＩｌｚである
。このように同波数走査を行なうとコークス粒径と受信
電力の間に奇麗な直線関係が得られる。
を示す。第５図は得られた結果であり、横軸がコークス
の平均粒度、縦軸が受信電力（ｄＢｍ）である。測定間
隔が３０ｃｍで、走査周波数が９〜１１ＧＩｌｚである
。このように同波数走査を行なうとコークス粒径と受信
電力の間に奇麗な直線関係が得られる。
なお、周波数を走査する方法は装置が複雑になるので、
複数の発振素子を用い、同時に異なった周波数で発振さ
せ、加え合わせて送信する方法でも類似の効果が得られ
る。この場合には受信電力の平滑化は必要ない。またこ
のような測定法は、粉粒体の密度測定、含水量の測定な
どにも効果的である。
複数の発振素子を用い、同時に異なった周波数で発振さ
せ、加え合わせて送信する方法でも類似の効果が得られ
る。この場合には受信電力の平滑化は必要ない。またこ
のような測定法は、粉粒体の密度測定、含水量の測定な
どにも効果的である。
第１図は電波の透過を利用する、従来の誘電率測定方法
を実施する装置構成を示すブロック図、第２図は従来の
測定法による測定データを示すグラフである。 ４− 第３図は本発明方法の実例を示すブロック図、第４図お
よび第５図は測定データを示すグラフである。 １・・・送信アンテナ ２・・・受信アンテナ ３・・・単一マイクロ波発信器 ４・・・方向性結合器 ５・・・試料室 ６・・・ネットワークアナライザ ８・・・マイクロ波スイーパ
を実施する装置構成を示すブロック図、第２図は従来の
測定法による測定データを示すグラフである。 ４− 第３図は本発明方法の実例を示すブロック図、第４図お
よび第５図は測定データを示すグラフである。 １・・・送信アンテナ ２・・・受信アンテナ ３・・・単一マイクロ波発信器 ４・・・方向性結合器 ５・・・試料室 ６・・・ネットワークアナライザ ８・・・マイクロ波スイーパ
Claims (2)
- （１）測定対象物に電波を放射し、透過波又は反射波を
受信して、測定対象物の透過率又は反射率を検出して誘
電率を求める誘電率測定方法において、 測定対象物に周期的に周波数を変調させるか。 あるいは同時に複数の周波数を加え合せた電波を放射し
、全周波数の平均的な電波送信レベルと受信レベルより
誘電率を求めることを特徴とする誘電率測定方法。 - （２）正弦波状に周波数を変調した電波を測定対象物に
放射し、受信信号を平滑化する前記特許請求の範囲第（
１）項記載の誘電率測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14796682A JPS5937465A (ja) | 1982-08-25 | 1982-08-25 | 誘電率測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14796682A JPS5937465A (ja) | 1982-08-25 | 1982-08-25 | 誘電率測定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5937465A true JPS5937465A (ja) | 1984-02-29 |
Family
ID=15442115
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14796682A Pending JPS5937465A (ja) | 1982-08-25 | 1982-08-25 | 誘電率測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5937465A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53146697A (en) * | 1977-04-09 | 1978-12-20 | Bayer Ag | Measuring apparatus for moisture in isotropic materials |
-
1982
- 1982-08-25 JP JP14796682A patent/JPS5937465A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53146697A (en) * | 1977-04-09 | 1978-12-20 | Bayer Ag | Measuring apparatus for moisture in isotropic materials |
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