(57)【要約】【課題】外部に漏洩するマイクロ波の量を低減させ、被測定液体の濃度測定における誤差を低減し得るマイクロ波濃度計を提供することである。【解決手段】実施形態のマイクロ波送信器及びマイクロ波受信器のそれぞれは、第１固定部材、アンテナ、第２固定部材、貫通孔、導電性部材及びコネクタを備えている。前記第１固定部材は、前記被測定液体に接液するように前記各開口窓部に固着される。前記アンテナは、円筒形であり、高誘電率の誘電体基板を備え、前記第１固定部材に近接して設けられる。前記第２固定部材は、前記アンテナの底面のうち、前記第１固定部材側に位置する底面と対向する底面を覆うように設けられる。前記貫通孔は、前記アンテナ及び前記第２固定部材を貫通するよう形成される。前記導電性部材は、前記貫通孔内に設けられる。前記コネクタは、前記第２固定部材及び前記導電性部材に接続するよう設けられる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定物質を含む被測定液体が流入する測定管と、前記被測定液体に向けてマイクロ波を送信するマイクロ波送信器と、前記マイクロ波送信器に対向するように設けられ、前記マイクロ波送信器から送信されたマイクロ波を受信するマイクロ波受信器と、前記測定管の管壁に形成され、前記マイクロ波送信器及び前記マイクロ波受信器を取付可能な一対の開口窓部とを備え、前記マイクロ波送信器から送信されるマイクロ波の伝播速度の変化を用いて前記被測定液体の濃度を測定するマイクロ波濃度計であって、
前記マイクロ波送信器及び前記マイクロ波受信器のそれぞれは、
前記被測定液体に接液するように前記各開口窓部に固着される第１固定部材と、
高誘電率の誘電体基板を備え、前記第１固定部材に近接して設けられる円筒形のアンテナと、
前記アンテナの底面のうち、前記第１固定部材側に位置する底面と対向する底面を覆うように設けられる第２固定部材と、
前記アンテナ及び前記第２固定部材を貫通するよう形成される貫通孔と、
前記貫通孔内に設けられる導電性部材と、
前記第２固定部材及び前記導電性部材に接続するよう設けられるコネクタと
を具備することを特徴とするマイクロ波濃度計。
【請求項２】
前記アンテナは、
前記第１固定部材側に位置する底面と対向する底面に導電性接着剤を塗布して、前記第２固定部材に一体固着されることを特徴とする請求項１に記載のマイクロ波濃度計。
【請求項３】
前記第１固定部材は、合成樹脂部材であり、
前記第２固定部材は、金属部材であることを特徴とする請求項１に記載のマイクロ波濃度計。
【請求項４】
前記マイクロ波送信器及び前記マイクロ波受信器は、
前記第１固定部材と前記アンテナとの間に設けられる弾性部材を更に備えたことを特徴とする請求項１に記載のマイクロ波濃度計。
【請求項５】
前記弾性部材が、ゴムであることを特徴とする請求項４に記載のマイクロ波濃度計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、マイクロ波濃度計に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、マイクロ波濃度計は、被測定物質を含む被測定液体が流れる測定管または被測定液体を収納する容器を介して対向配置されたマイクロ波送受信器を備えており、このマイクロ波濃度計は、前述のマイクロ波送受信器を用いて、被測定液体を透過するマイクロ波の位相遅れと、被測定物質を含まない液体を透過するマイクロ波の位相遅れとの差を算出して被測定液体の濃度を測定する。
【０００３】
このようなマイクロ波濃度計では、被測定液体の誘電率が温度によって変化し、前述した位相差に影響を与える、つまり、被測定液体の濃度測定に誤差を生じさせることから、被測定液体の液温を測定して位相差を補正する液温補正が行われる。
【０００４】
このため、マイクロ波濃度計としては、例えば、液温に急峻な変化が生じたとしても、簡単な構成で誤差を軽減することができるマイクロ波濃度計等、様々なマイクロ波濃度計が考案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−２６９７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、以上のように構成されたマイクロ波濃度計では、マイクロ波送受信器のアンテナ部分の地板パターンが剥き出しになっているため、外部にマイクロ波が漏洩し、被測定液体の濃度測定に誤差を生じさせるという不都合がある。
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、外部に漏洩するマイクロ波の量を低減させ、被測定液体の濃度測定における誤差を低減し得るマイクロ波濃度計を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
実施形態のマイクロ波濃度計は、被測定物質を含む被測定液体が流入する測定管と、前記被測定液体に向けてマイクロ波を送信するマイクロ波送信器と、前記マイクロ波送信器に対向するように設けられ、前記マイクロ波送信器から送信されたマイクロ波を受信するマイクロ波受信器と、前記測定管の管壁に形成され、前記マイクロ波送信器及び前記マイクロ波受信器を取付可能な一対の開口窓部とを備え、前記マイクロ波送信器から送信されるマイクロ波の伝播速度の変化を用いて前記被測定液体の濃度を測定する。
【０００９】
前記マイクロ波送信器及び前記マイクロ波受信器のそれぞれは、第１固定部材、アンテナ、第２固定部材、貫通孔、導電性部材及びコネクタを備えている。
【００１０】
前記第１固定部材は、前記被測定液体に接液するように前記各開口窓部に固着される。
【００１１】
前記アンテナは、円筒形であり、高誘電率の誘電体基板を備え、前記第１固定部材に近接して設けられる。
【００１２】
前記第２固定部材は、前記アンテナの底面のうち、前記第１固定部材側に位置する底面と対向する底面を覆うように設けられる。
【００１３】
前記貫通孔は、前記アンテナ及び前記第２固定部材を貫通するよう形成される。
【００１４】
前記導電性部材は、前記貫通孔内に設けられる。
【００１５】
前記コネクタは、前記第２固定部材及び前記導電性部材に接続するよう設けられる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】一実施形態に係るマイクロ波濃度計を構成するマイクロ波送信器の構成例を示す模式図である。
【図２】同実施形態に係るマイクロ波濃度計を構成するマイクロ波送信器の第１変形例を示す模式図である。
【図３】同実施形態に係るマイクロ波濃度計を構成するマイクロ波送信器の第２変形例を示す模式図である。
【図４】同実施形態に係るマイクロ波濃度計を構成するマイクロ波送信器の第３変形例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１は一実施形態に係るマイクロ波濃度計を構成するマイクロ波送信器の構成例を示す模式図である。なお、マイクロ波濃度計は、通常、被測定物質を含む被測定液体が流入する測定管と、被測定液体に向けてマイクロ波を送信するマイクロ波送信器と、マイクロ波送信器に対向するように設けられ、マイクロ波送信器から送信されたマイクロ波を受信するマイクロ波受信器と、測定管の管壁に形成され、マイクロ波送信器及びマイクロ波受信器を取付可能な一対の開口窓部とを備えており、マイクロ波送信器から送信されるマイクロ波の伝播速度の変化を用いて被測定液体の濃度を測定するものである。
【００１８】
ここでは、説明の簡略化のために、一般的なマイクロ波濃度計の説明は省略する。一般的なマイクロ波濃度計の詳細は、特開２０１２−２６９７８号公報を参照されたい。以下では、主にマイクロ波濃度計を構成するマイクロ波送信器及びマイクロ波受信器について説明する。
【００１９】
マイクロ波濃度計を構成するマイクロ波送信器１は、図１に示すように、第１固定部材２、アンテナ３、第２固定部材４、第３固定部材５、貫通孔６、導電性部材７及びコネクタ８を備えている。なお、図１ではマイクロ波送信器１の構成例を示したが、マイクロ波濃度計を構成するマイクロ波受信器も図１に示すマイクロ波送信器１と同様な構成であることには留意されたい。
【００２０】
第１固定部材２は、開口窓部に被測定液体に接液するようにして設けられるものであり、通常、プラスチック等の合成樹脂部材から成形される。なお、第１固定部材２は、前述では合成樹脂部材から成形されるものであるとしたが、これに限定されず、後述するアンテナ３から送信されるマイクロ波を透過するものであればよい。
【００２１】
アンテナ３は、図１に示すように、円筒形であり、高誘電率の誘電体基板（例えば、セラミックから成る誘電体基板等）を備えており、第１固定部材２に近接して設けられるものである。なお、アンテナ３は、第１固定部材２に近接して設けるために第２固定部材４（例えば、薄い金属板等）を用いて固定される。また、アンテナ３の２つの底面には、通常、アンテナパターン（図示せず）と地板パターン（図示せず）とがそれぞれ成形される。より詳細には、アンテナ３の底面のうち、第１固定部材２側に位置する底面にはマイクロ波を送信する線状のアンテナパターンが成形され、もう一方の底面には接地電位に接続される地板パターンが成形される。
【００２２】
第３固定部材５は、アンテナ３の底面のうち、第１固定部材２側に位置する底面と対向する底面（即ち、地板パターンが成形された底面）を覆うようにして設けられるものである。なお、第３固定部材５は、アンテナ３から送信されるマイクロ波を透過しにくいものであればよく、例えば、金属から成形されたもの等が適用可能である。
【００２３】
貫通孔６は、アンテナ３と第３固定部材５とを貫通するように形成されており、当該貫通孔６内には導電性部材（芯線とも呼ぶ）７が設けられる。芯線７はマイクロ波濃度計内の電気回路（図示せず）から供給される電気をアンテナ３のアンテナパターンに供給するためのものである。なお、貫通孔６の径は、芯線７を設けることができる程度の許容寸法の径とする。また、芯線７は、通常、アンテナパターンに半田付けして固定される。
【００２４】
コネクタ８は、第３固定部材５と芯線７とに接続するように設けられ、前述したマイクロ波濃度計内の電気回路とマイクロ波送信器１とを接続して、マイクロ波送信器１内の芯線７に電気を供給するものである。
【００２５】
以上説明した一実施形態によれば、マイクロ波送受信器が第３固定部材５を備えた構成により、外部に漏洩するマイクロ波の量を大幅に低減させ、被測定液体の濃度測定における誤差を低減させることができる。
【００２６】
なお、マイクロ波送受信器が第３固定部材５を備えた構成による更なる効果として、コネクタ８の破損を防止するといった効果がある。通常、コネクタ８は、アンテナ３に成形された地板パターンに半田付けにより直接接続されていたため、接続強度が弱く、例えば、コネクタ８に１［Ｎ・ｍ］程度の力がかかると簡単に破損してしまうという不都合があった。しかしながら、本実施形態では、アンテナ３に成形された地板パターンを覆うような第３固定部材５が設けられたことにより、コネクタ８を第３固定部材５にネジ止めすることが可能となり、前述した場合に比べて接続強度を高めることができ、コネクタ８の破損を防止することができる。
【００２７】
また、本実施形態では、アンテナ３に成形された地板パターンを覆うような第３固定部材５が設けられると説明したが、例えば図２に示すように、アンテナ３に成形された地板パターンに導電性接着剤９を塗布して、アンテナ３と第３固定部材５とを一体固着させてもよい。これにより、アンテナ３に成形された地板パターンが確実に第３固定部材５と接触するため、接地が十分になされ、マイクロ波の漏洩をより低減させることができる。なお、アンテナ３に成形された地板パターンに導電性接着剤９を塗布する際には、コネクタ８からの信号線をさけて導電性接着剤９を塗布する必要がある。
【００２８】
更に、本実施形態では、アンテナ３を第１固定部材２に近接して設けるために第２固定部材４を用いて固定すると説明したが、例えば図３に示すように、第１固定部材２とアンテナ３との間に弾性部材１０を設けて、アンテナ３を第１固定部材２に近接させてもよい。これにより、振動や衝撃に起因したアンテナの破損を防止することができる。つまり、薄い金属板等の第２固定部材４を用いて固定する場合、振動や衝撃が加わると、大きな負荷が第２固定部材４を通じてアンテナ３にかかり、アンテナ３が破損するといった不都合が起こり得るのに対し、弾性部材１０を用いて固定する場合、振動や衝撃が加わったとしても、弾性部材１０が振動や衝撃を吸収し、大きな負荷がアンテナ３にかからないため、アンテナ３の破損を防止することができる。
【００２９】
なお、図３に示す弾性部材１０は、例えば図４に示すように、ゴム１１（例えば、Ｏリング等）を用いてもよい。これにより、より安価な構造とした上で、アンテナ３の破損を防止することができる。また、弾性部材１０及びゴム１１の代わりに、柔らかい合成樹脂部材等が用いられてもよい。
【００３０】
なお、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００３１】
１…マイクロ波送信器、２…第１固定部材、３…アンテナ、４…第２固定部材、５…第３固定部材、６…貫通孔、７…導電性部材、８…コネクタ、９…導電性接着剤、１０…弾性部材、１１…ゴム。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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