(57)【要約】【課題】反射波を効率よく受信すること、パワー計測や位相計測を個別または組み合わせて行うこと、および精度よく計測することが出来る水分計測装置を提供する。【解決手段】メンブレン／ボード３１に向けてマイクロ波７を送信するマイクロ波送信部１の窓材３と、メンブレン／ボード３１によって反射したマイクロ波７を後方散乱波として受信するマイクロ波受信部２の窓材４とを、同一面２１上に配置して水分計測装置４０を構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロ波によって試料の水分が測定される水分計測装置において、
前記試料に向けて前記マイクロ波を送信するマイクロ波送信部の窓材と、前記試料によって反射した前記マイクロ波が受信されるマイクロ波受信部の窓材とが、同一面上に配置された、
ことを特徴とする水分計測装置。
【請求項２】
前記マイクロ波送信部の窓材と前記マイクロ波受信部の窓材とが同一面部材によって同一面上で支持された、
ことを特徴とする請求項１に記載の水分計測装置。
【請求項３】
γ線反射型密度計が備えられ、嵩密度が計測されて密度補正される、
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の水分計測装置。
【請求項４】
前記マイクロ波送信部の窓材と、前記マイクロ波受信部の窓材と、前記γ線反射型密度計のγ線孔とが、同一面上に配置された、
ことを特徴とする請求項３に記載の水分計測装置。
【請求項５】
前記マイクロ波と前記γ線反射型密度計のγ線とを交差させる、
ことを特徴とする請求項３または請求項４に記載の水分計測装置。
【請求項６】
前記試料が粉粒体であり、この粉粒体との接触面が前記同一面上である、
ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の水分計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロ波を用いて試料の水分を計測する水分計測装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、紙やボードなどの面状のもの、砂や小麦粉などの粉粒体、チップ、茶葉などの水分を計測する際、マイクロ波による透過型の水分計測装置、または静電容量式の水分計測装置が用いられている。また一部において、マイクロ波による反射型の水分計測装置が砂の水分計測に用いられている。
【０００３】
例えば、下記特許文献１に記載されたマイクロ波水分計は、被測定粉粒体にマイクロ波が照射される領域と同じ領域にγ線を照射し、被測定粉粒体の密度を測定する密度測定部が備えられている。密度測定部に備えられたγ線源はホッパーの内壁から突出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−１４２３５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来のマイクロ波水分計は上記したとおり、密度測定部に備えられたγ線源がホッパーの内壁から突出しているため、そこに試料が滞留し、いわゆるブリッジが発生する場合がある。
【０００６】
他の水分計測装置によれば、同一のケースにマイクロ波送信アンテナとマイクロ波受信アンテナとが組み込まれているため正確な計測ができず、嵩密度の補正もできなかった。また、透過型の水分計測装置で嵩密度を計測して補正するものであってコンベア上の粉粒体を計測するタイプのものは高額である。
【０００７】
本発明は、上記の実情に鑑みて提案されたものである。すなわち、反射型の水分計測装置においてマイクロ波送信部とマイクロ波受信部とを別々にし、マイクロ波送信部、マイクロ波受信部、これらの保持部材および窓部材を同一面上に配置することによって凹凸をなくすとともに、マイクロ波送信部とマイクロ波受信部とを近づけることが出来るため反射波を効率よく受信出来る。マイクロ波送信部とマイクロ波受信部とを別々にしてパワー計測や位相計測を個別、または組み合わせて行うことが出来、精度よく計測することが出来る。
【０００８】
γ線の反射型密度計と組み合わせることにより、嵩密度補正をかけることが可能となり、また微弱線源で精度よく安定した計測が可能となる。マイクロ波の反射とγ線の反射を交互やクロスさせて計測することにより計測位置を合わせることが出来、精度を上げることが出来る。さらに、粉粒体の計測の場合には、同一面に配置されているため凹凸が少なくなりブリッジの発生を防ぐことが出来、正確な計測が出来るようになる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明に係る水分計測装置は、マイクロ波によって試料の水分が測定される水分計測装置において、前記試料に向けて前記マイクロ波を送信するマイクロ波送信部の窓材と、前記試料によって反射した前記マイクロ波が受信されるマイクロ波受信部の窓材とが、同一面上に配置されたことを特徴としている。
【００１０】
本発明に係る水分計測装置は、前記マイクロ波送信部の窓材と前記マイクロ波受信部の窓材とが同一面部材によって同一面上で支持されたことを特徴としている。
【００１１】
本発明に係る水分計測装置は、γ線反射型密度計が備えられ、嵩密度が計測されて密度補正されることを特徴としている。
【００１２】
本発明に係る水分計測装置は、前記マイクロ波送信部の窓材と、前記マイクロ波受信部の窓材と、前記γ線反射型密度計のγ線孔とが、同一面上に配置されたことを特徴としている。
【００１３】
本発明に係る水分計測装置は、前記マイクロ波と前記γ線反射型密度計のγ線とを交差させることを特徴としている。
【００１４】
本発明に係る水分計測装置は、前記試料が粉粒体であり、この粉粒体との接触面が前記同一面上であることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る水分計測装置は上記した構成である。この構成によれば、マイクロ波送信部とマイクロ波受信部とが別個に構成されてパワー計測や位相計測を個別、または組み合わせて行うことが出来る。したがって、精度よく計測することが出来る。また、別個に構成されたマイクロ波送信部とマイクロ波受信部とを近接させることによって、マイクロ波受信部で反射波を効率よく受信することが出来る。
【００１６】
また、マイクロ波送信部の窓材とマイクロ波受信部の窓材とが同一面上に配置されているため、凹凸をなくしてブリッジの発生を防ぐことが出来る。
【００１７】
本発明に係る水分計測装置は、γ線反射型密度計が備えられている。したがって、嵩密度が計測されて密度補正することが出来、また微弱線源で精度よく安定した計測が可能となる。
【００１８】
本発明に係る水分計測装置は、マイクロ波とγ線とが交差する。したがって、計測位置を合わせることが出来、計測の精度を上げることが出来る。
【００１９】
本発明に係る水分計測装置は、粉粒体との接触面がマイクロ波送信部の窓材およびマイクロ波受信部の窓材と同一面上である。したがって、凹凸が少なくなりブリッジの発生を防ぐことが出来、正確な計測が出来る。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第一実施形態に係る水分計測装置の概略図である。
【図２】本発明の第二実施形態に係る水分計測装置の概略図である。
【図３】本発明の第三実施形態に係る水分計測装置の概略図である。
【図４】本発明の第四実施形態に係る水分計測装置の概略図である。
【図５】本発明の第五実施形態に係る水分計測装置の概略図である。
【図６】本発明の第六実施形態に係る水分計測装置の概略図である。
【図７】本発明の第七実施形態に係る水分計測装置の概略図である。
【図８】本発明の第八実施形態に係る水分計測装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に、本発明の実施形態に係る水分計測装置を図面に基づいて説明する。
【００２２】
図１に示された第一実施形態は、水分計測において、マイクロ波の送信部と受信部とを設けたマイクロ波計測部を用いて試料からの反射波によって水分を計測するものであり、マイクロ波の送信部の窓材、マイクロ波の受信部の窓材、マイクロ波の送信部の保持部材、およびマイクロ波の受信部の保持部材を別個に構成し、それぞれの表面を同一面上に配置して後方散乱波を計る反射型水分計測装置の例である。
【００２３】
すなわち図１において、第一実施形態に係る水分計測装置４０は、マイクロ波送信部１、このマイクロ波送信部１が保持されるマイクロ波送信部保持部材５、マイクロ波受信部２、このマイクロ波受信部２が保持されるマイクロ波受信部保持部材６、から構成されている。
【００２４】
マイクロ波送信部１は、マイクロ波７が送信されるマイクロ波送信窓材３が取り付けられ、一方、マイクロ波受信部２は、マイクロ波７が受信されるマイクロ波受信部窓材４が取り付けられている。
【００２５】
マイクロ波送信部１とマイクロ波受信部２とは別個に構成され、近接して並列していると共に、マイクロ波送信部窓材３およびマイクロ波受信部窓材４が、マイクロ波送信部保持部材５およびマイクロ波受信部保持部材６と共に同一面２１上に揃えて配置されている。なお、同一面２１において各部材間の多少の凹凸は、大きなブリッジを発生させない程度であれば許容される。
【００２６】
マイクロ波送信部１（マイクロ波送信部窓材３）から送信されたマイクロ波７は、試料としてのメンブレン／ボード３１に当たって反射し、後方散乱波としてマイクロ波受信部２（マイクロ波受信部窓材４）で受信される。なお、メンブレン／ボード３１の大きさや厚みは任意である。
【００２７】
図２および図３に示された実施形態は、水分計測において、マイクロ波の送信部と受信部とを設けたマイクロ波計測部を用いて試料からの反射波によって水分を計測するものであり、マイクロ波の送信部の窓材、マイクロ波の受信部の窓材、マイクロ波の送信部の保持部材、およびマイクロ波の受信部の保持部材の、それぞれの表面を同一部材上で一体的に構成し、同一面上に配置して後方散乱波を計る反射型水分計測装置の例である。
【００２８】
すなわち図２において、第二実施形態に係る水分計測装置４１は、上記した第一実施形態に係る水分計測器４０に同一面部材２２が備えられている。同一面部材２２は、マイクロ波送信部窓材３およびマイクロ波受信部窓材４が取り付けられる開口部が形成され、各窓材３，４が開口部に取り付けられることによって、別個に構成されたマイクロ波送信部１とマイクロ波受信部２とが並列している。同一面部材２２は同一面２１上に配置され、マイクロ波送信部窓材３およびマイクロ波受信部窓材４が同一面２１上に揃えて配置されている。同一面部材２２は、例えば電磁波吸収材などの様々な性質のものが用いられる。この構成により、測定精度を上げることが可能となる。なお、同一面部材２２の多少の凹凸は大きなブリッジを発生させない程度であれば許容される。試料としてのメンブレン／ボード３１の大きさや厚みは任意である。
【００２９】
一方、図３において第三実施形態に係る水分計測装置４２は、上記した第二実施形態に係る水分計測装置４１と同様であるが、同一面部材２２が連続している。試料としての粉粒体３２が収容された容器の形状や大きさなどは任意である。
【００３０】
図４に示された実施形態は、水分計測において、マイクロ波の送信部と受信部とを設けたマイクロ波計測部を用いて試料からの反射波によって水分を計測するものであり、マイクロ波の送信部の窓材、マイクロ波の受信部の窓材、マイクロ波の送信部の保持部材、およびマイクロ波の受信部の保持部材を別個に構成し、それぞれの表面を同一面上に配置して後方散乱波を計る反射型水分計測装置の例であると共に、γ線の後方散乱線を計る反射型密度計を用いて嵩密度を計測して密度補正する水分計測装置の例である。
【００３１】
すなわち図４において、第四実施形態に係る水分計測装置４３は、上記した第一実施形態に係る水分計測装置４０にγ線反射型密度計５０が備えられている。γ線反射型密度計５０は、γ線線源部８、γ線検出部９、から構成されている。γ線線源部８とγ線検出部９とは並列して配置され、同一面上２１との間が空けられている。
【００３２】
γ線線源部８から放出されたγ線１０は、試料としてのメンブレン／ボード３１に当たって反射し、後方散乱線としてγ線検出部９で検出される。γ線反射型密度計５０によって嵩密度が計測され、適宜密度補正される。なお、メンブレン／ボード３１の大きさや厚みは任意である。
【００３３】
図５に示された実施形態は、水分計測において、マイクロ波の送信部と受信部とを設けたマイクロ波計測部を用いて試料からの反射波によって水分を計測するものであり、マイクロ波の送信部の窓材、マイクロ波の受信部の窓材、マイクロ波の送信部の保持部材、マイクロ波の受信部の保持部材、および嵩密度計測して密度補正するγ線の反射型密度計の、それぞれの表面を同一部材上で一体的に構成し、同一面上に配置して後方散乱を計る反射型水分計測装置の例である。
【００３４】
すなわち図５において、第五実施形態に係る水分計測装置４４は、上記した第三実施形態に係る水分計測装置４２にγ線反射型密度計５０が備えられている。同一面部材２２は同一面２１上に配置され、マイクロ波送信部窓材３およびマイクロ波受信部窓材４と共に、γ線線源部８の放出孔（γ線孔）とγ線検出部９の検出孔（γ線孔）とが同一面２１上に揃えて配置されている。なお、試料としての粉粒体３２が収容された容器の形状や大きさなどは任意である。
【００３５】
図６に示された実施形態は、水分計測において、マイクロ波の送信部と受信部とを設けたマイクロ波計測部を用いて試料からの反射波によって水分を計測するものであり、マイクロ波の送信部の窓材、マイクロ波の受信部の窓材、マイクロ波の送信部の保持部材、およびマイクロ波の受信部の保持部材、および嵩密度計測して密度補正するγ線の反射型密度計の、それぞれの表面を同一部材上で一体的に構成し、同一面２２上に配置して後方散乱を計る反射型水分計測装置の例であると共に、マイクロ波の送信部および受信部と、γ線の線源部および検出部とを、直列かつ交互に配置してマイクロ波とγ線とを交互に重ね、後方散乱する反射計測領域を重ねた例である。
【００３６】
すなわち図６において、第六実施形態に係る水分計測装置４５は、マイクロ波送信部１、マイクロ波受信部２、γ線線源部８、γ線検出部９、および同一面部材２２が備えられている。同一面部材２２は同一面２１上に配置され、各部１，２，８，９がマイクロ波受信部２、γ線線源部８、マイクロ波送信部１、γ線検出部９の順に並列し、マイクロ波受信部窓材３、γ線線源部８の放出孔（γ線孔）、マイクロ波送信部窓材４、およびγ線検出部９の検出孔（γ線孔）が同一面２１上に揃えて配置されている。なお、試料としての粉粒体３２が収容された容器の形状や大きさなどは任意である。
【００３７】
マイクロ波送信部１（マイクロ波送信部窓材３）から送信されたマイクロ波７と、γ線線源部８の放出孔（γ線孔）から放出されたγ線１０とは、交差して測定領域が合わせられ、粉粒体３２に当たって反射する。反射したマイクロ波７が後方散乱波としてマイクロ波受信部２（マイクロ波受信部窓材４）で受信され、一方、反射したガンマ線１０が後方散乱線としてγ線検出部９の検出孔（γ線孔）で検出される。
【００３８】
図７に示された実施形態は、水分計測において、マイクロ波の送信部と受信部とを設けたマイクロ波計測部を用いて試料からの反射波によって水分を計測するものであり、マイクロ波の送信部の窓材、マイクロ波の受信部の窓材、マイクロ波の送信部の保持部材、マイクロ波の受信部の保持部材、および嵩密度計測して密度補正するγ線の反射型密度計の、それぞれの表面を同一部材上で一体的に構成し、同一面２２上に配置した反射型水分計測装置の例であると共に、マイクロ波の送信部および受信部と、γ線の線源部および検出部とを、クロスするように配置してマイクロ波とγ線とをクロスするように重ね、後方散乱する反射計測領域を重ねた例である。
【００３９】
すなわち図７において、第七実施形態に係る水分計測装置４６は、マイクロ波送信部１、マイクロ波受信部２、γ線線源部８、およびγ線検出部９、が備えられている。マイクロ波送信部１およびマイクロ波受信部２と、γ線線源部８およびγ線検出部９とは、平面視して交差して配置されている。
【００４０】
マイクロ波７は、図７において紙面表側から裏側に向けてマイクロ波送信部１（マイクロ波送信部窓材３）から送信され、試料に当たって紙面裏側から表側に向けて反射し、マイクロ波受信部２（マイクロ波受信部窓材４）で受信される。同様に、γ線１０は、紙面表側から裏側に向けてγ線線源部８の放出孔（γ線孔）から放出され、試料に当たって紙面裏側から表側に向けて反射し、γ線検出部９の検出孔（γ線孔）で検出される。その際、マイクロ波７とγ線１０とが交差する。
【００４１】
図８に示された実施形態は、水分計測において、マイクロ波の送信部と受信部とを設けたマイクロ波計測部を用いて粉粒体からの反射波によって水分を計測するものであって、マイクロ波の送信部の窓材、マイクロ波の受信部の窓材、マイクロ波の送信部の保持部材、マイクロ波の受信部の保持部材、および嵩密度計測して密度補正するγ線の反射型密度計の、それぞれの表面を同一部材上で一体的に構成し、同一面２２上に配置して後方散乱を計る反射型水分計測装置の例であると共に、マイクロ波の送信部および受信部と、γ線の線源部および検出部とを、重ねるかまたはクロスするように配置して、マイクロ波とγ線とを重ねるかまたはクロスするように重ね、後方散乱する反射計測領域を重ね、かつ粉粒体との接触面を同一面上に構成した粉粒体の水分計測装置の例である。
【００４２】
すなわち図８において、第八実施形態に係る水分計測装置４７は、マイクロ波送信部１およびマイクロ波送信部保持部材５、マイクロ波受信部２およびマイクロ波受信部保持部材６、γ線線源部８、γ線検出部９、および同一面部材２２が備えられている。同一面部材２２は同一面２１上に配置され、各部１，５，２，６，８，９がマイクロ波送信部１およびマイクロ波送信部保持部材５、γ線線源部８、マイクロ波受信部２およびマイクロ波受信部保持部材６、γ線検出部９の順に並列し、マイクロ波受信部窓材３、γ線線源部８の放出孔（γ線孔）、マイクロ波送信部窓材４、およびγ線検出部９の検出孔（γ線孔）が同一面２１上に揃えて配置されている。試料としての粉粒体３２との接触面２３は同一面２１上である。なお、接触面２３の多少の凹凸は、大きなブリッジを発生させない程度であれば許容される。
【００４３】
マイクロ波送信部１（マイクロ波送信部窓材３）から送信されたマイクロ波７が粉粒体３２に当たって反射する。反射したマイクロ波７が後方散乱波としてマイクロ波受信部２（マイクロ波受信部窓材４）で受信される。γ線線源部８の放出孔（γ線孔）から放出されたγ線１０が、後方散乱波であるマイクロ波７と交差し、粉粒体３２に当たって反射する。反射したγ線１０が後方散乱線としてγ線検出部９の検出孔（γ線孔）で検出される。
【００４４】
次に、本発明の実施形態の効果を説明する。
【００４５】
上記したように水分計測装置４０から４７によれば、マイクロ波送信部１およびマイクロ波受信部２は、それぞれマイクロ波送信部窓材３、マイクロ波受信部窓材４が取り付けられている。すなわち、マイクロ波送信部１とマイクロ波受信部２とは別個に構成されている。したがって、パワー計測や位相計測を個別、または組み合わせて行うことが出来、精度よく計測することが出来る。また、マイクロ波送信部１とマイクロ波受信部２とを近接させることによって、マイクロ波受信部２で反射波を効率よく受信することが出来る。
【００４６】
また、マイクロ波送信部窓材３とマイクロ波受信部窓材４とが同一面２１上に配置されているため、凹凸をなくしてブリッジの発生を防ぐことが出来る。
【００４７】
水分計測装置４３から４７は、γ線反射型密度計５０が備えられている。したがって、嵩密度が計測されて密度補正することが出来、また微弱線源で精度よく安定した計測が可能となる。
【００４８】
水分計測装置４５から４７は、マイクロ波７とγ線１０とが交差する。したがって、計測位置を合わせることが出来、計測の精度を上げることが出来る。
【００４９】
水分計測装置４７は、粉粒体３２との接触面２３がマイクロ波送信部窓材３およびマイクロ波受信部窓材４と同一面２１上である。したがって、凹凸が少なくなりブリッジの発生を防ぐことが出来、正確な計測が出来る。
【００５０】
以上、本発明の実施形態を詳述したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。そして本発明は、特許請求の範囲に記載された事項を逸脱することがなければ、種々の設計変更を行うことが可能である。例えば、製粉、製茶、化学、紙パルプ、鉄鋼、非鉄、建材、コンクリートプラント、土木現場、穀物、紙やボードなどの面状物、砂や小麦粉などの粉粒体、チップ、茶葉などの水分計測に利用することが出来る。
【符号の説明】
【００５１】
１                  マイクロ波送信部
２                  マイクロ波受信部
３                  マイクロ波送信部窓材
４                  マイクロ波受信部窓材
５                  マイクロ波送信部保持部材
６                  マイクロ波受信部保持部材
７                  マイクロ波
８                  γ線線源部
９                  γ線検出部
１０                γ線
２１                同一面
２２                同一面部材
２３                接触面
３１                メンブレン／ボード（試料）
３２                粉粒体（試料）
４０から４７        水分計測装置
５０                γ線反射型密度計
【図１】
2014219208.tif 000003
【図２】
2014219208.tif 000004
【図３】
2014219208.tif 000005
【図４】
2014219208.tif 000006
【図５】
2014219208.tif 000007
【図６】
2014219208.tif 000008
【図７】
2014219208.tif 000009
【図８】
2014219208.tif 000010