(57)【要約】    【課題】  誘電体の材料特性の偏りや温度による材料特性の変化に対応した複素誘電率を求めることができる測定方法を提供すること。    【解決手段】  ＴＥ１０３モ−ド空胴共振器１０に丸棒状の被測定物Ａ、Ｂを挿入して摂動法にしたがって被測定物Ａ、Ｂの挿入前後の共振角周波数の変化量△ω１を測定し、続いて、被測定物Ａ、Ｂの挿入位置を変えて上記同様に共振角周波数の変化量△ω２を測定し、さらに、上記△ω１と△ω２とから得られる連立方程式を計算して被測定物Ａ、Ｂ各々の複素誘電率を求める構成となっている。【選択図】    図２
2006258451.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロ波電力を供給する空胴共振器内に被測定物を挿入し摂動法によって被測定物の誘電率を測定する測定方法において、
少なくとも２つ以上の被測定物Ｍ１、Ｍ２・・・・・Ｍｎを前記空胴共振器に挿入する第１工程と、
被測定物の挿入前後において、前記空胴共振器内のマイクロ波の共振角周波数ωｏ、ωＬ、共振効果を示すＱｏ、ＱＬ、被測定物各々の挿入位置の電界強度Ｅ１、Ｅ２・・・・・Ｅｎを測定する第２工程と、
被測定物数に応じて被測定物の位置を変え第２工程を繰り返す第３工程と、
前記ωｏ、ωＬ、Ｑｏ、ＱＬ、Ｅ１、Ｅ２・・・・・Ｅｎと空胴共振器の体積Ｖ、被測定物各々の体積△Ｖとより被測定物各々の誘電率を演算する第４工程とを含むことを特徴とするマイクロ波を利用した誘電率の測定方法。
【請求項２】
請求項１に記載した測定方法において、
第２工程は、被測定物の挿入前後において、前記空胴共振器内のマイクロ波の共振角周波数ωｏ、ωＬ、共振効果を示すＱｏ、ＱＬを測定する工程と、前記空胴共振器の縦横の長さａ、Ｌ、前記共振角周波数ωｏ、ωＬ、真空の透磁率μｏに基づいて被測定物の挿入位置の電界強度Ｅ１、Ｅ２・・・・・Ｅｎを計算する計算工程とからなることを特徴とするマイクロ波を利用した誘電率の測定方法。
【請求項３】
マイクロ波電力を供給する空胴共振器内に被測定物を挿入し摂動法によって被測定物の誘電率を測定する測定方法において、
被測定物の少なくとも２部所以上の仮想分割位置Ｐ１、Ｐ２・・・・・Ｐｎを定める第１工程と、
被測定物の挿入前後において、前記空胴共振器内のマイクロ波の共振角周波数ωｏ、ωＬ、共振効果を示すＱｏ、ＱＬ、被測定物の仮想分割位置各々の電界強度Ｅ１、Ｅ２・・・・・Ｅｎを測定する第２工程と、
被測定物の分割位置数に応じて被測定物の位置を変え第２工程を繰り返す第３工程と、
前記ωｏ、ωＬ、Ｑｏ、ＱＬ、Ｅ１、Ｅ２・・・・・Ｅｎと空胴共振器の体積Ｖ、被測定物の仮想分割位置の体積△Ｖとより被測定物の分割位置各々の誘電率を演算する第４工程とを含むことを特徴とするマイクロ波を利用した誘電率の測定方法。
【請求項４】
請求項３に記載した測定方法において、
第２工程は、被測定物の挿入前後において、前記空胴共振器内のマイクロ波の共振角周波数ωｏ、ωＬ、共振効果を示すＱｏ、ＱＬを測定する工程と、前記空胴共振器の縦横の長さａ、Ｌ、前記共振角周波数ωｏ、ωＬ、真空の透磁率μｏに基づいて被測定物の仮想分割位置各々の電界強度Ｅ１、Ｅ２・・・・・Ｅｎを計算する計算工程とからなることを特徴とするマイクロ波を利用した誘電率の測定方法。
【請求項５】
請求項１又は３に記載した測定方法において、
前記第２工程は、初期測定において共振角周波数ωｏ、ωＬ、共振効果を示すＱｏ、ＱＬ、電界強度Ｅ１、Ｅ２・・・・・Ｅｎを測定し、初期測定以後は電界強度Ｅ１、Ｅ２・・・・・Ｅｎを測定することを特徴とするマイクロ波を利用した誘電率の測定方法。
【請求項６】
マイクロ波電力を供給する空胴共振器内に被測定物を挿入して摂動法によって被測定物の誘電率を測定する測定装置において、
前記空胴共振器に挿入する少なくとも２つ以上の被測定物と、
被測定物の挿入前後において、前記空胴共振器内のマイクロ波の共振角周波数ωｏ、ωＬ、共振効果を示すＱｏ、ＱＬ、被測定物各々の挿入位置の電界強度Ｅ１、Ｅ２・・・・・Ｅｎを測定する測定手段と、
被測定物数に応じて被測定物の位置を変え前記測定手段による測定を繰り返す制御手段と、
前記ωｏ、ωＬ、Ｑｏ、ＱＬ、Ｅ１、Ｅ２・・・・・Ｅｎと空胴共振器の体積Ｖ、被測定物各々の体積△Ｖとより被測定物各々の誘電率を計算する演算手段とからなることを特徴とするマイクロ波を利用した誘電率の測定装置。
【請求項７】
請求項６に記載した測定装置において、
前記測定手段は、被測定物の挿入前後において、前記空胴共振器内のマイクロ波の共振角周波数ωｏ、ωＬ、共振効果を示すＱｏ、ＱＬを測定する工程と、前記空胴共振器の縦横の長さａ、Ｌ、前記共振角周波数ωｏ、ωＬ、真空の透磁率μｏに基づいて被測定物の挿入位置の電界強度Ｅ１、Ｅ２・・・・・Ｅｎを計算する計算手段とからなることを特徴とするマイクロ波を利用した誘電率の測定装置。
【請求項８】
マイクロ波電力を供給する空胴共振器内に被測定物を挿入して摂動法によって被測定物の誘電率を測定する測定装置において、
少なくとも２部所以上の仮想分割位置Ｐ１、Ｐ２・・・・・Ｐｎを定めた被測定物と、
被測定物の挿入前後において、前記空胴共振器内のマイクロ波の共振角周波数ωｏ、ωＬ、共振効果を示すＱｏ、ＱＬ、被測定物の仮想分割位置各々の電界強度Ｅ１、Ｅ２・・・・・Ｅｎを測定する測定手段と、
被測定物の分割位置数に応じて被測定物の位置を変え前記測定手段による測定を繰り返す制御手段と、
前記ωｏ、ωＬ、Ｑｏ、ＱＬ、Ｅ１、Ｅ２・・・・・Ｅｎと空胴共振器の体積Ｖ、被測定物の仮想分割位置の体積△Ｖとより被測定物の分割位置各々の誘電率を計算する演算手段とからなることを特徴とするマイクロ波を利用した誘電率の測定装置。
【請求項９】
請求項８に記載した測定装置において、
前記測定手段は、被測定物の挿入前後において、前記空胴共振器内のマイクロ波の共振角周波数ωｏ、ωＬ、共振効果を示すＱｏ、ＱＬを測定する手段と、前記空胴共振器の縦横の長さａ、Ｌ、前記共振角周波数ωｏ、ωＬ、真空の透磁率μｏに基づいて被測定物の仮想分割位置各々の電界強度Ｅ１、Ｅ２・・・・・Ｅｎを計算する計算手段とからなることを特徴とするマイクロ波を利用した誘電率の測定装置。
【請求項１０】
請求項６〜９のいずれかに記載した測定装置において、
前記空胴共振器としてＴＥ１０３モ−ドの矩形空胴共振器を備えたことを特徴とするマイクロ波を利用した誘電率の測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロ波電力を被測定物に照射し、その被測定物の誘電率を測定する測定方法とその測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
マイクロ波を利用して誘電材料及び磁性材料の材料特性（複素誘電率ε、複素透磁率μ）を測定する方法として、導波管法、共振器法、自由空間法などがある。
【０００３】
これら測定方法の中で、共振器法は、マイクロ波電力を供給する共振器に被測定物を挿入し、摂動法に基づいて測定するもので、被測定物の挿入前後におけるマイクロ波の共振周波数や共振効果を示すＱの変化を測定し、その測定値から材料特性を計算する。
【０００４】
したがって、この共振器法では、被測定物の材料特性が一定で、共振器内の電磁界が乱されないことの条件を仮定しているため、被測定物の平均的な材料特性値が求まるに止まる。
そのため、数回の測定を試みても材料特性の平均値が求まるにすぎず、被測定物の材料特性の偏りや被測定物温度による材料特性の変化等については測定することができなかった。
【０００５】
具体的には、誘電体にマイクロ波を照射した場合、誘電体に吸収される電力Ｐｖは次式によって求まる。
Ｐｖ＝５／９・ｆＥ２ε′rｔａｎδ×１０−１０（ｗ／ｍ３）
ｆ：周波数（Ｈｚ）
Ｅ：電界の強さ（Ｖ／ｍ）
ε′ｒ：比誘電率
ｔａｎδ：誘電正接
【０００６】
この式から分かる通り、ε′ｒ、ｔａｎδの変化によって誘電体の加熱状態が大きく変わるが、これらε′ｒとｔａｎδがマイクロ波の周波数や誘電体の温度に影響するために材料特性として複素誘電率εを詳細に求めることが重要となる。
【０００７】
【非特許文献１】高周波領域における材料定数測定法「発行所  森北出版株式会社、２００３年８月２６日第１版発行」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記した実情にかんがみ、本発明では、被測定物である誘電体の材料性の偏りや温度による材料特性の変化に対応した複素誘電率εを求めることができるマイクロ波を利用した測定方法とその測定装置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】
【０００９】
上記した目的を達成するため、本発明では、第１の発明として、マイクロ波電力を供給する空胴共振器内に被測定物を挿入し摂動法によって被測定物の誘電率を測定する測定方法において、少なくとも２つ以上の被測定物Ｍ１、Ｍ２・・・・・Ｍｎを前記空胴共振器に挿入する第１工程と、被測定物の挿入前後において、前記空胴共振器内のマイクロ波の共振角周波数ωｏ、ωＬ、共振効果を示すＱｏ、ＱＬ、被測定物各々の挿入位置の電界強度Ｅ１、Ｅ２・・・・・Ｅｎを測定する第２工程と、被測定物数に応じて被測定物の位置を変え第２工程を繰り返す第３工程と、前記ωｏ、ωＬ、Ｑｏ、ＱＬ、Ｅ１、Ｅ２・・・・・Ｅｎと空胴共振器の体積Ｖ、被測定物各々の体積△Ｖとより被測定物各々の誘電率を演算する第４工程とを含むことを特徴とするマイクロ波を利用した誘電率の測定方法を提案する。
【００１０】
第２の発明として、上記第１の発明の測定方法において、第２工程は、被測定物の挿入前後において、前記空胴共振器内のマイクロ波の共振角周波数ωｏ、ωＬ、共振効果を示すＱｏ、ＱＬを測定する工程と、前記空胴共振器の縦横の長さａ、Ｌ、前記共振角周波数ωｏ、ωＬ、真空の透磁率μｏに基づいて被測定物の挿入位置の電界強度Ｅ１、Ｅ２・・・・・Ｅｎを計算する計算工程とからなることを特徴とするマイクロ波を利用した誘電率の測定方法を提案する。
【００１１】
第３の発明としては、マイクロ波電力を供給する空胴共振器内に被測定物を挿入し摂動法によって被測定物の誘電率を測定する測定方法において、被測定物の少なくとも２部所以上の仮想分割位置Ｐ１、Ｐ２・・・・・Ｐｎを定める第１工程と、被測定物の挿入前後において、前記空胴共振器内のマイクロ波の共振角周波数ωｏ、ωＬ、共振効果を示すＱｏ、ＱＬ、被測定物の仮想分割位置各々の電界強度Ｅ１、Ｅ２・・・・・Ｅｎを測定する第２工程と、被測定物の分割位置数に応じて被測定物の位置を変え第２工程を繰り返す第３工程と、前記ωｏ、ωＬ、Ｑｏ、ＱＬ、Ｅ１、Ｅ２・・・・・Ｅｎと空胴共振器の体積Ｖ、被測定物の仮想分割位置の体積△Ｖとより被測定物の分割位置各々の誘電率を演算する第４工程とを含むことを特徴とするマイクロ波を利用した誘電率の測定方法を提案する。
【００１２】
第４の発明としては、上記第３の発明の測定方法において、第２工程は、被測定物の挿入前後において、前記空胴共振器内のマイクロ波の共振角周波数ωｏ、ωＬ、共振効果を示すＱｏ、ＱＬを測定する工程と、前記空胴共振器の縦横の長さａ、Ｌ、前記共振角周波数ωｏ、ωＬ、真空の透磁率μｏに基づいて被測定物の仮想分割位置各々の電界強度Ｅ１、Ｅ２・・・・・Ｅｎを計算する計算工程とからなることを特徴とするマイクロ波を利用した誘電率の測定方法を提案する。
【００１３】
第５の発明としては、上記した第１又は第３の発明の測定方法において、前記第２工程は、初期測定において共振角周波数ωｏ、ωＬ、共振効果を示すＱｏ、ＱＬ、電界強度Ｅ１、Ｅ２・・・・・Ｅｎを測定し、初期測定以後は電界強度Ｅ１、Ｅ２・・・・・Ｅｎを測定することを特徴とするマイクロ波を利用した誘電率の測定方法を提案する。
【００１４】
第６の発明としては、マイクロ波電力を供給する空胴共振器内に被測定物を挿入して摂動法によって被測定物の誘電率を測定する測定装置において、前記空胴共振器に挿入する少なくとも２つ以上の被測定物と、被測定物の挿入前後において、前記空胴共振器内のマイクロ波の共振角周波数ωｏ、ωＬ、共振効果を示すＱｏ、ＱＬ、被測定物各々の挿入位置の電界強度Ｅ１、Ｅ２・・・・・Ｅｎを測定する測定手段と、被測定物数に応じて被測定物の位置を変え前記測定手段による測定を繰り返す制御手段と、前記ωｏ、ωＬ、Ｑｏ、ＱＬ、Ｅ１、Ｅ２・・・・・Ｅｎと空胴共振器の体積Ｖ、被測定物各々の体積△Ｖとより被測定物各々の誘電率を計算する演算手段とからなることを特徴とするマイクロ波を利用した誘電率の測定装置を提案する。
【００１５】
第７の発明としては、上記第６の発明の測定装置において、前記測定手段は、被測定物の挿入前後において、前記空胴共振器内のマイクロ波の共振角周波数ωｏ、ωＬ、共振効果を示すＱｏ、ＱＬを測定する工程と、前記空胴共振器の縦横の長さａ、Ｌ、前記共振角周波数ωｏ、ωＬ、真空の透磁率μｏに基づいて被測定物の挿入位置の電界強度Ｅ１、Ｅ２・・・・・Ｅｎを計算する計算手段とからなることを特徴とするマイクロ波を利用した誘電率の測定装置を提案する。
【００１６】
第８の発明としては、マイクロ波電力を供給する空胴共振器内に被測定物を挿入して摂動法によって被測定物の誘電率を測定する測定装置において、少なくとも２部所以上の仮想分割位置Ｐ１、Ｐ２・・・・・Ｐｎを定めた被測定物と、被測定物の挿入前後において、前記空胴共振器内のマイクロ波の共振角周波数ωｏ、ωＬ、共振効果を示すＱｏ、ＱＬ、被測定物の仮想分割位置各々の電界強度Ｅ１、Ｅ２・・・・・Ｅｎを測定する測定手段と、被測定物の分割位置数に応じて被測定物の位置を変え前記測定手段による測定を繰り返す制御手段と、前記ωｏ、ωＬ、Ｑｏ、ＱＬ、Ｅ１、Ｅ２・・・・・Ｅｎと空胴共振器の体積Ｖ、被測定物の仮想分割位置の体積△Ｖとより被測定物の分割位置各々の誘電率を計算する演算手段とからなることを特徴とするマイクロ波を利用した誘電率の測定装置を提案する。
【００１７】
第９の発明としては、上記した第８の発明の測定装置において、前記測定手段は、被測定物の挿入前後において、前記空胴共振器内のマイクロ波の共振角周波数ωｏ、ωＬ、共振効果を示すＱｏ、ＱＬを測定する手段と、前記空胴共振器の縦横の長さａ、Ｌ、前記共振角周波数ωｏ、ωＬ、真空の透磁率μｏに基づいて被測定物の仮想分割位置各々の電界強度Ｅ１、Ｅ２・・・・・Ｅｎを計算する計算手段とからなることを特徴とするマイクロ波を利用した誘電率の測定装置を提案する。
【００１８】
第１０の発明としては、上記した第６〜第９のいずれかの発明の測定装置において、前記空胴共振器としてＴＥ１０３モ−ドの矩形空胴共振器を備えたことを特徴とするマイクロ波を利用した誘電率の測定装置を提案する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、多種類の被測定物の材料特性を同じ測定条件で測定できるので、被測定物の特定比較などにおいて有利となる他、所定値以上又は所定値以下の誘電率の被測定物を選別することができるので、不良品となる材料を知ることができる。
また、本発明によれば、被測定物の仮想分割位置各々の材料特性を測定することができるので、材料特性の偏りについても詳細にしることができる。
具体的には、被測定物の切断面の材料特定の偏りについて知ることができる。
【００２０】
また、温度依存性のある被測定物の材料特性は、複素誘電率εの虚数部が温度の上昇にしたがって大きく変化するが、本発明によれば、複素誘電率εの実数部と虚数部とを詳細に求めることができるから、マイクロ波加熱される誘電体の材料特性について高精度に測定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
次に、本発明の実施形態について説明するが、本実施形態では摂動法にしたがって測定するため、先ず、摂動法の測定について説明する。
摂動法は、被測定物が小さく、共振器内の電磁界が被測定物の挿入前後で等しいと仮定され、マクスウェル方程式から次の式が誘導される。
【００２２】
2006258451.tif 000003
ωｏ：  被測定物挿入前の共振角周波数
ω  ：  被測定物挿入後の共振角周波数
Ｖ  ：  共振器の体積
△Ｖ：  被測定物の体積
εｏ：  真空中の誘電率
εｒ：  比誘電率
μｏ：  真空中の誘磁率
Ｅｏ：  被測定物挿入前の電界
Ｅ  ：  被測定物挿入後の電界
Ｈｏ：  被測定物挿入前の磁界
【００２３】
また、共振状態では電界のエネルギ−と磁界のエネルギ−とは等しいから、次式が得られる。
2006258451.tif 000004
【００２４】
さらに、ＴＥ１０３モ−ド空胴共振器を利用する場合は、共振器の中での電磁界成分がＥｙ、Ｈｘ、Ｈｚしか存在しないので、電磁界の各成分を次式で示すことができる。
2006258451.tif 000005
ここで、ＬはＺ方向の長さ、ａはＸ方向の長さ、Ｃは常数である。
【００２５】
空胴共振器が共振したときの角周波数は複素数を考えると、次式となる。
2006258451.tif 000006
ここで、添え字ｒとｉは実数部と虚数部を表し、ＱＬは負荷のＱである。
【００２６】
共振状態にある空胴共振器の内部に被測定物を挿入すると、複素共振角周波数が変化し、上記（２）式から次式が得られる。
2006258451.tif 000007
ここで、添え字０は被測定物挿入前の状態であり、添え字１は被測定物挿入後の状態を示す。
【００２７】
したがって、上記（２）、（５）式から次式を得ることができる。
2006258451.tif 000008
ここでε′ｒとε″ｒは、複素誘電率の実数部と虚数部とを表わす。
【００２８】
したがって、共振器の体積Ｖ、被測定物の体積△Ｖ、被測定物の挿入前のωｏ、Ｑｏ、被測定物の挿入後のωＬ、ＱＬを測定し、さらに最大の電界強度Ｅｏを求めれば、上記（６）式から複素誘電率を計算することができる。
【００２９】
次に、本発明の実施形態について図面に沿って説明する。
図１は、第１実施形態の測定方法及び測定装置として使用する空胴共振器１０と、ネットワ−クアナライザ−１１と、被測定物Ａ、Ｂとを示し、図２は空胴共振器１０の簡略拡大斜視図、図３及び図４は測定動作を説明するための空胴共振器１０の簡略平面図である。
【００３０】
本実施形態では、図２に示すように、空胴共振器１０としてＸ方向の長さａ＝１０９．２ｍｍ、Ｙ方向の長さｂ＝２７．３ｍｍ、Ｚ方向の長さＬ＝２２１．８ｍｍの矩形空胴共振器を使用し、この空胴共振器１０にＴＥ１０３モ−ドでマイクロ波電力を供給するようにしてある。
【００３１】
一方、本実施形態は、丸棒状の２種類の被測定物Ａ、Ｂ（例えば、セラミックと酸化金属セラミック）を挿入口１０ａから空胴共振器内に挿入し、上記した摂動法にしたがってこれら被測定物Ａ、Ｂの材料特性（複素誘電率）を測定する。
【００３２】
被測定物Ａは、図３に示すように、電界が最大で磁界が零の位置として、Ｘ＝ａ／２、Ｚ＝Ｌ／２の位置に挿入する。
この挿入位置は、ＴＥ１０３モ−ドのマイクロ波電力の電界Ｅｏで、その最大振幅Ａｏとして次式で表わすことができる。
2006258451.tif 000009
被測定物Ｂは、被測定物Ａの横に挿入する。
なお、被測定物ＡとＢの間隔は図２に示すようにｄとする。
【００３３】
そして、先ず図２に示す表示測定物Ａ、Ｂの挿入条件で測定する本実施形態は、上記した摂動公式（２）から次式が得られる。
2006258451.tif 000010
ここでＶは空胴共振器１０の体積、△ＶＡ、△ＶＢは被測定物Ａ、Ｂの体積、ε′ｒＡとε′ｒＢは被測定物ＡとＢの複素比誘電率の実数部である。
【００３４】
上記（８）式を簡単にするために、ωｒ１−ωｏ／ωｒｏ＝△ω、
（ε′ｒＡ−１）＝△ε′ｒＡ  、（ε′ｒＢ−１）＝ε′ｒＢ  とすると次式となる。
2006258451.tif 000011
この（９）式において、
2006258451.tif 000012
【００３５】
また、被測定物の挿入位置において、電界が一様と考えると、被測定物Ａが最大電界位置となっているので、Ｅｏ＝Ａｏとなり、被測定物Ｂの挿入位置では、Ｅ１＝ＡｏＣＯＳ（３πｄ／Ｌ）となる。
したがって、体積積分を行なうと次のようになる。
2006258451.tif 000013
【００３６】
上記（９）式の摂動公式に上記（１０）、（１１）式を代入すると次式を得る。
2006258451.tif 000014
【００３７】
本実施形態では、被測定物Ａ、Ｂを図３に示すように挿入する前と後の複素共振角周波数の変化量（△ω１）を測定する。
すなわち、共振周波数やＱ値の変化を測定して複素共振角周波数△ω１を求める。
その後、被測定物ＡとＢとの位置を図４に示すように交換し、上記同様にして複素共振周波数△ω２を求める。
【００３８】
上記の測定結果と上記（１２）式から次の連立方程式が得られる。
2006258451.tif 000015
【００３９】
この連立方程式を解くと、
2006258451.tif 000016
【００４０】
したがって、ε′ｒＡ＝１＋△ε′ｒＡから複素誘電率の実線部が次式から求められる。
2006258451.tif 000017
【００４１】
同様に複素誘電率の虚数部が次式から求められる。
2006258451.tif 000018
【００４２】
ここで、△Ｑ＝（１／ＱＬ１−１／ＱＬ２）となる。添え字１は被測定物Ａ、Ｂが図３の挿入位置の場合、添え字２は被測定物Ａ、Ｂが図４の挿入位置の場合である。
以上から分かる通り、二種類の被測定物Ａ、Ｂのそれぞれの複素誘電率を求めることができる。
なお、電界強度Ｅｏ、Ｅ１については式（１１）によって計算して求める他に測定により求めることもできる。
【００４３】
図５、図６は、丸棒状の４本の被測定物Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３，Ｍ４の複素誘電率を同様に測定する第２実施形態を示す。
なお、これら図５、図６は図３、図４同様の空胴共振器１０の簡略平面図である。
【００４４】
このように実施する場合は、被測定物Ｍ１〜Ｍ４の挿入位置をＸ、Ｚ座標によって求める。
すなわち、図５の場合は、Ｍ１位置を（Ｘ１１  、Ｚ１１）、Ｍ２位置を（Ｘ１２  、Ｚ１２）、Ｍ３位置を（Ｘ１３  、Ｚ１３）、Ｍ４位置を（Ｘ１４  、Ｚ１４）として被測定物の挿入位置ｄ１１  、ｄ１２  、ｄ１３  、ｄ１４  を求める。
【００４５】
このように、被測定物の挿入位置が定まれば、被測定物Ｍ１〜Ｍ４間の距離を特定することができるから、特定距離を上式（１５）、（１６）のｄとして、ε′ｒ１  、ε′ｒ２  、ε′ｒ３  、ε′ｒ４  を導き出し、被測定物Ｍ１〜Ｍ４各々の複素誘電率を求めることができる。
【００４６】
図７及び図８は第３実施形態を示す。
本実施形態は、一つの被測定物２１を空胴共振器１０に挿入し、この被測定物２１の内部を複数の部分に分け、各部分の複素誘電率を測定す構成としてある。
【００４７】
図７は、被測定物２１を載置する回転板２２の一例を示し、この回転板２２は空胴共振器１０内で回転軸２３を中心に間欠的に回転させるように設けてある。
すなわち、この回転板２２を間欠的に回転させ、各々の回転位置で複素共振角周波数の変化量△ωを測定する。
【００４８】
図８は、被測定物２１の仮想的な分割状態を示し、Ｐ１  、Ｐ２  ・・・・・・Ｐｎは仮想分割区分（分割位置）を示す。
なお、分割区分数は任意に定めることができる。
また、このように分割した仮想分割区分Ｐ１  、Ｐ２  ・・・・・Ｐｎの各々の位置については上記したと同様にＸＺ座標にしたがって求めることができる。
【００４９】
このように構成した本実施形態では、回転板２２を僅かづつｍ回転（１回転以内）し、この回転位置毎に被測定物２１の挿入前後の共振角周波数の変化量△ω１  、△ω２  ・・・・・△ωｍを測定する。
これより、上記（９）式にしたがって次式を得る。
2006258451.tif 000019
ただし、添え字１〜ｍは測定回数、△Ｖ１〜△Ｖｎは仮想分割区分の体積、Ｅ１１〜Ｅ１ｎ〜Ｅｍ１〜Ｅｍｎは仮想分割区分各々の電界強度である。
【００５０】
したがって、上記（１５）式及び（１６）式と同様にして上記（１７）式より複素誘電率の実数部ε′ｒ１  、ε′ｒ２  ・・・・・ε′ｒｎ  と虚数部ε″ｒ１  、ε″ｒ２  ・・・・・ε″ｒｎ  を求めることができる。
なお、測定回数ｍと仮想分割区分数ｎとの関係が、ｍ≧ｎの場合に測定可能となるが、例えば、ｍ回の各式を、例えば、最小二乗法を適用して誤差の合計が最小となるε′ｒ１  〜ε′ｒｎ  を求めることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
セラミック、酸化金属セラミックなどの金属材の他に、食材、木材、コンクリ−トなどの内部水分の状態などについて測定するための測定方法と測定装置に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の一実施形態を示す空胴共振器とネットワ−クアナライザ−を示した図である。
【図２】上記空胴共振器の簡略拡大斜視図である。
【図３】測定動作を説明するための空胴共振器の簡略平面図である。
【図４】被測定物の挿入位置を変えて測定する状態を示す図３同様の空胴共振器の簡略平面図である。
【図５】本発明の第２実施形態を示す図３同様の空胴共振器の簡略平面図である。
【図６】被測定物の挿入位置を変えて測定する状態を示す図５同様の空胴共振器の簡略平面図である
【図７】本発明の第３実施形態を示す回転板と被測定物とを示す簡略図である。
【図８】被測定物の仮想的な分割区分を示す簡略図である。
【符号の説明】
【００５３】
１０  空胴共振器
１０ａ  挿入口
１１  ネットワ−クアナライザ−
２２  回転板
Ａ、Ｂ、Ｍ１  〜Ｍ４  、２１  被測定物
Ｐ１〜Ｐｎ  仮想分割区分
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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