JPS62277541A - マイクロ波水分測定装置 - 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】 ３、発明の詳細な説明 ［発明の目的］ （産業上の利用分野〕 この発明は、例えばマイクロ波を用いて、紙や繊維等の
水分率を４１定するマイクロ波水分測定装置に関する。

（従来の技術） 周知のように、マイクロ波を用いて紙や、繊維の水分を
測定する水分測定装置が種々開発されている。このマイ
クロ波水分測定装置は、一般に、分割された導波管や、
空胴共振器に送信部、受信部をそれぞれ設け、これら送
信部、受信部が設けられた導波管や、空胴共振器の相互
間に、測定試料を挿入し、送信部より発振されたマイク
ロ波を受信部で受信し、この受信されたマイクロ波の減
衰量より、測定試料の水分率を測定するようになされて
いる。

ところで、紙や布には、その繊維の並ぶ方向がある。

また、矩形導波管や、矩形空胴共振器の基本伝送モード
、あるいは基本共振モードは、マイクロ波伝送方向に垂
直な切断面で見た場合、矩形の長辺を２等分する中心線
に沿って電界が集中することが知られている。したがっ
て、測定試料の繊維の並び方向と、マイクロ波の電界の
方向によって、マイクロ波の損失に変化が生じするとい
う不都合を有していた。

このため、水分測定装置を紙製造工程内に設置し、常時
、紙の繊維方向と、電界の方向が一致しているオンライ
ン方式による測定の場合は問題ないが、紙製造工程より
紙片を切断して水分を測定する、サンプリング方式の場
合は、測定する毎に、紙の繊維方向とマイクロ波の電界
の方向が一致しないことがあり、水分率の変動と誤認さ
れるおそれを有していた。

（発明が解決しようとする問題点） この発明は、測定試料の挿入方向による測定誤差の問題
を解決するものであり、簡単な構成によって確実、且つ
、高精度に測定試料の水分を測定し得るマイクロ波水分
測定装置を提供しようとするものである。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） この発明は、開口部が所定間隔離間して対向され空胴共
振器を構成する有底円筒形の第１、第２の容器と、これ
ら第１、第２の容器の各側面に貫通され、先端部が各容
器の内側面に接続されるとともに、容器の中心軸に直交
する面内にループ状とされたマイクロ波の給電部、受電
部とから構成とされている。

（作用） この発明は、空胴共振器を構成する有底円筒形の第１、
第２の容器の側面にそれぞれ設けたループ状の給電部、
受電部によって、第１、第２の容器の内部に、これら容
器の軸方向と直交する面内に円形の電界を発生させるこ
とにより、両容器の開口部相互間に挿入される測定試料
の繊維の方向に影響を受けることなく、水分率の測定を
行なえるようにしている。

（実施例） 以下、この発明の一実施例について図面を参照して説明
する。

第１図において、円筒状の空胴共振器１１を構成する第
１、第２の容器１２．１３はそれぞれ金属によって形成
されており、これら第１、第２の容器１２．１３は開口
部が互いに対向され、この状態で、測定試料を挿入する
に必要な距離１ｇを隔てて配設されている。これら第１
、第２の容器１２．１３は、例えば第１の容器１２が送
信部を構成し、第２の容器１３が受信部を構成するよう
になされており、第１、第２の容器１２．１３の内底部
には、それぞれ高誘電率の誘電体リング１４．１５が同
心状に固着されている。

また、第１、第２の容器１２．１３の側面部には、それ
ぞれ第１、第２のコネクタ１６．１７が設けられている
。これら第１、第２のコネクタ１６．１７の中心導体に
は、それぞれ第１、第２の容器１２．１３に非接触状態
に貫通された、第１、第２の結合ループ１８．１９の一
端部が電気的に良導に接続されている。これら第１、第
２の結合ループ１８．１９の他端部は、第２図に示す如
く、それぞれ第１、第２の容器１２．１３の内側面に電
気的に良導に接続され、これら第１：、第２の結合ルー
プ１８．１９のループ面は、第１、第２の容器１２．１
３の中心軸に直交する面内に位置するようになされてい
る。

さらに、第１のコネクタ１６には、マイクロ波を送出す
る図示せぬ送信機が接続され、第２のコネクタ１７には
、図示せぬ検波回路、および検波回路の出力信号より、
測定試料の水分率を測定する測定装置が接続されている
。

上記構成において、空胴共振器１１の直径Ｄ、長さＩｓ
を適宜選択することにより、第３図に示す如く、磁界Ｍ
と、電界Ｅが空胴共振器１１の長さ方向に周期的に３つ
並ぶＴＥＯｌ　３モードでの共振が可能となる。尚、Ｔ
ＥＯｌ　３モードはＴＭＩ　Ｈ３モードと縮退している
ため、前記誘電体リング１４．１５によって、ＴＭ１１
３モードが分離されるようになっている。

上記実施例によれば、第１、第２の容器１２．１３の内
側面に第１、第２の結合ループ１８．１９を設け、且つ
、これら第１、第２の結合ループ１８．１９のループ面
を第１、第２の容器１２．１３の中心軸と、直交する面
内に位置するように設定し、空胴共振器１１をＴＥＯｉ
　３モードで、共振するようにしている。このＴＥＯｌ
　３モードは、電界Ｅが第１、第２の容器１２．１３の
中心軸に等心な円を描くように発生されるため、紙のよ
うに繊維の並びに方向性を有する測定試料であっても、
平均的に測定が行われるため、繊維の方向に影響を受け
ることなく、正確な水分率の測定を行うことが可能であ
る。

また、ＴＥｏ　１３モードの場合、第１、第２の容器１
２．１３に対する壁面電流も円周方向に流れる。したが
って、第１、第２の容器１２．１３の相互間に、測定試
料を挿入する間隙があっても、空胴共振器１１のＱが低
下しないため、測定感度の低下を抑えることが可能であ
る。

尚、上記実施例では、受信部おいて検出されたマイクロ
波の減衰量より、Ｕｌ定試料の水分率を測定したが、こ
れに限らず、受信部によって検出されたマイクロ波の周
波数変異より、測定試料の坪量を測定することも可能で
ある。

また、第１、第２の結合ループ１８．１９の形状は、矩
形としたが、これに限定されるものではなく、リング状
等に変形可能である。

さらに、誘電体リング１４．１５はリング状に限らず、
円形状とすることも可能である。

その他、この発明の要旨を変えない範囲において、種々
変形実施可能なことは勿論である。

［発明の効果］ 以上、詳述したようにこの発明によれば、空胴共振器を
構成する宵底円筒形の第１、第２の容器の側面にそれぞ
れ設けたループ状の給電部、受電部によって、第１、第
２の容器の内部に、これら容器の軸方向と直交する面内
に円形の電界を発生させることにより、測定試料の繊維
の並び方向に影響を受けることなく確実、且つ、高精度
に水分率を測定し得るマイクロ波水分測定装置を提供で
きる。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明に係わるマイクロ波水分測定装置の一実
施例を示すものであり、第１図は側断面図、第２図は第
１図の要部を示す平面図、第３図はこの発明の共振モー
ドを説明するために示す図である。 １１・・・空胴共振器、１２．１３・・・第１、第２の
容器、１４．１５・・・誘電体、１８．１９・・・第１
、第２の結合ループ。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第　１　図 第　２区

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）マイクロ波を測定試料に照射し、このマイクロ波
   の減衰量より測定試料の水分率を測定するマイクロ波水
   分測定装置において、開口部が所定間隔離間して対向さ
   れ空胴共振器を構成する有底円筒形の第１、第２の容器
   と、これら第１、第２の容器の各側面に貫通され、先端
   部が各容器の内側面に接続されるとともに、容器の中心
   軸に直交する面内にループ状とされたマイクロ波の給電
   部、受電部とを具備したことを特徴とするマイクロ波水
   分測定装置。
2. （２）前記第１、第２の容器の底部には、誘電体が設け
   られていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   のマイクロ波水分測定装置。
3. （３）前記第１、第２の容器は、給電部、受電部によっ
   てＴＥ＿０＿１＿３モードで共振されることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載のマイクロ波水分測定装置
   。