(57)【要約】【課題】この発明は、放電管内部の気体圧力に応じて放電する電界強度値が変化する現象を利用し、高周波の電界強度を容易に測定できる高周波電界強度計を得る。【解決手段】高周波電界強度計は、放電管１と、放電管１にガス管２を介して接続され、該放電管１内の気体の圧力を調整できる圧力調整装置３とを備えている。そして、放電管１を測定すべき高周波電界中に設置し、圧力調整装置３により放電管１内の気体の圧力を上昇させ、放電管１内の放電の開始時点での気体の圧力を求める。この放電開始時の気体の圧力とパッシェン曲線とから、放電管１が設置された高周波電界の電界強度に相当する放電開始電界強度が算出される。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電管と、上記放電管にガス管を介して接続され、該放電管内の気体の圧力を調整する圧力調整装置とを備えていることを特徴とする高周波電界強度計。
【請求項２】
上記放電管内の放電を検知する放電検知センサを備えていることを特徴とする請求項１記載の高周波電界強度計。
【請求項３】
上記圧力調整装置は、報知手段と、上記放電検知センサの出力に基づいて上記放電管内の放電発生を判断し、上記報知手段を介して放電開始を報知する制御部とを備えていることを特徴とする請求項２記載の高周波電界強度計。
【請求項４】
上記圧力調整装置は、上記放電管における上記気体の圧力と放電開始電界強度との関係を表すパッシェン曲線のデータを格納するメモリと、表示器と、上記放電検知センサの出力に基づいて上記放電管内の放電発生を判断して上記放電管内の放電開始時の気体の圧力を検出し、放電開始時の気体の圧力の検出値と上記メモリに格納されている上記パッシェン曲線のデータとから上記放電開始電界強度を算出し、該放電開始電界強度の算出値を上記表示器に表示する制御部とを備えていることを特徴とする請求項２記載の高周波電界強度計。
【請求項５】
上記圧力調整装置は、上記放電管内の気体成分を変更可能に構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の高周波電界強度計。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、高周波電界強度計に関し、特に電子レンジ内の高周波の電界強度を検出するに適した高周波電界強度計に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
高周波の電界中では、電線や金属類は電界の電磁誘導による影響を受けるため、電気的な測定はほとんど不可能である。
そこで、従来、抵抗体や水などの誘電体を測定すべき高周波電界中に所定時間設置した後、その誘電体を電界外に持ち出し、高周波電界により加熱された誘電体の温度変化に基づいて電界強度を見積もる手法が、採られていた。（例えば、特許文献１参照。）
また、電界強度を測定すべき電界中に、その電界に基づいて輻射線を発生する放電装置を設置し、その輻射線の強度に基づいて電界強度を検出していた。（例えば、特許文献１参照。）
【０００３】
【特許文献１】
特開昭５４−２５７７６号公報（第１頁右下欄１６行乃至２０行、特許請求の範囲、図１）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
高周波電界により加熱された誘電体の温度から電界強度を見積もる従来の手法では、温度変化自体に大きな時間的な遅れがあるため、誘電体の温度変化が変動する電界強度の測定には追従しがたく、電界強度を正確に測定できない、という不具合があった。
また、放電装置で発生した輻射線の強度に基づいて電界強度を測定する従来の手法では、放電装置で発生した輻射線の強度を測定し、輻射線の測定強度から電界強度を算出する必要があり、測定強度と電界強度との関係の校正が必要となる、という不具合があった。
【０００５】
この発明は、上記の課題を解消するためになされたもので、放電管内部の気体圧力に応じて放電する電界強度値が変化する現象を利用し、高周波の電界強度を容易に測定できる高周波電界強度計を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る高周波電界強度計は、放電管と、上記放電管にガス管を介して接続され、該放電管内の気体の圧力を調整する圧力調整装置とを備えているものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図について説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る高周波電界強度計の構成を説明する模式図、図２はこの発明の実施の形態１に係る高周波電界強度計を示すシステム構成図、図３はこの発明の実施の形態１に係る高周波電界強度計に適用される放電管における気体の圧力と放電開始電界強度との関係を示すパッシェン曲線である。
【０００８】
図１および図２において、高周波電界強度計は、気体、例えばＮｅガスが内部に充填される放電管１と、放電管１にガス管２を介して接続され、放電管１の内部の気体の圧力を調整する圧力調整装置３とから構成されている。また、例えばＮｅガスが充填されたガスボンベ４が、電磁弁５を介してガス管２に接続されている。
圧力調整装置３は、ガス管２を介して放電管１内の気体の圧力を検出する圧力センサ６と、圧力センサ６の出力を表示する表示器７と、電磁弁８を介してガス管２に接続された排気装置９と、電磁弁５、８の開度を制御する制御部１０とを備えている。
【０００９】
つぎに、この高周波電界強度計の動作について説明する。
まず、使用する放電管１について、気体の圧力と放電開始電界強度との関係を測定し、図３に示されるパッシェン曲線を作成する。
ついで、測定電界強度環境下、例えば電子レンジ（図示せず）内に放電管１を設置する。そして、圧力調整装置３が動作されると、電磁弁５が閉じられ、電磁弁８が開けられ、排気装置９が駆動される。これにより、放電管１内およびガス管２内の気体が所定の真空度まで排気される。
ついで、電磁弁８が閉じられ、電磁弁５が開けられて、ガスボンベ４内のＮｅガスがガス管２を介して放電管１内に導入される。これにより、放電管１内の気体の圧力が徐々に上昇し、放電管１内の放電の有無が観察される。この時、放電管１内の気体の圧力が圧力センサ６を介して検出され、表示器７に表示される。
そして、放電管１内の放電が目視確認されると、表示器７からその放電開始時点での気体の圧力（Ｐ１）を読みとる。ついで、気体の圧力（Ｐ１）とパッシェン曲線とから、放電開始電界強度（Ｅ１）を求める。
この求められた放電開始電界強度（Ｅ１）が電子レンジ内の高周波電界強度となる。
【００１０】
この発明によれば、放電管１内に封入された気体の放電開始電界強度がその気体の圧力に依存することを利用し、気体の放電開始電界強度と気体の圧力との関係（パッシェン曲線）を予め測定しておき、測定電界強度環境下、放電管１内の気体の圧力を変えつつ放電開始を確認すれば、その放電開始時の気体の圧力からパッシェン曲線に基づいて放電開始電界強度が算出される。そして、この算出された放電開始電界強度が測定環境下の高周波電界強度に一致する。そこで、特別な校正も必要がなく、電気的な測定が不可能であった高周波での電界強度を簡易に測定することができる。
また、高周波電界強度計を放電管１と放電管１内の気体の圧力を調整できる圧力調整装置３とから構成しているので、放電管１内の気体の圧力を変えることができる高周波電界強度計を極めて簡素な構成で実現でき、低価格化が図られる。
【００１１】
また、この高周波電界強度計を電子レンジ等の高周波電界強度の測定に適用すれば、開発段階での電子レンジ等内での電界強度を簡易に見積もることができ、電子レンジ等の開発に役立てることができる。また、電子レンジ等のプレゼンテーション等に使用すれば、電子レンジ等内での電界強度を可視化できるという利点がある。
【００１２】
なお、上記実施の形態１では、ガスボンベ４内に充填された気体（ここでは、Ｎｅガス）をガス管２を介して放電管１に導入し、放電管１内の気体の圧力を徐々に上昇させるように説明しているが、ガスボンベ４と電磁弁５との間の配管に圧縮ポンプを介装し、該圧縮ポンプにより気体を放電管１内に圧送するようにしてもよい。この場合、ガスボンベ４内のガス圧の変動に拘わらず放電管１内の気体の圧力を安定して上昇させることができる。
【００１３】
実施の形態２．
この実施の形態２では、図４に示されるように、放電管１内の放電の有無を検知できる放電検知センサ１１が設置され、圧力制御装置３Ａは、報知手段としてのランプ１２を備えている。そして、圧力制御装置３Ａの制御部１０Ａは、放電検知センサ１１の出力に基づいて放電管１の放電を判断したときにランプ１２を点灯させる機能を有している。
なお、他の構成は上記実施の形態１と同様に構成されている。
【００１４】
この実施の形態２によれば、放電管１内の放電が放電検知センサ１１により検知され、制御部１０Ａが放電検知センサ１１の放電検知信号によりランプ１２を点灯させる。これにより、作業者が、放電管１内の放電開始を判断し、表示器７から放電開始時の放電管１内の気体の圧力を読みとる。そして、放電開始時の気体の圧力とパッシェン曲線とから、放電開始電界強度を求める。
そこで、放電管１の放電開始を放電検知センサ１１により電気的に検知しているので、放電を目視確認している上記実施の形態１に比べて、放電管１の放電開始時点を正確に判断でき、高周波電界強度を精度よく測定できる。
また、放電開始をランプ１２の点灯により報知するようにしているので、作業者が放電開始を簡易に認識できる。
【００１５】
ここで、放電検知センサ１１には、例えばフォトトランジスタなどの光電変換素子を用いた光センサを用いることができる。そして、一端を放電管１に密接させて他端を電界の存在しない部分に至るように光ファイバを配置し、フォトトランジスタをこの光ファイバの他端に配置することになる。そこで、放電による輻射線は光ファイバを介してフォトトランジスタに受光され、電流がフォトトランジスタに流れる。そこで、制御部１０Ａが、フォトトランジスタに流れる電流値をモニターし、該電流値が流れると放電が発生したと判断し、ランプ１２を点灯させるようにすればよい。
また、報知手段としてランプ１２を用いているが、報知手段はランプ１２に限定されるものではなく、例えばブザーでもよい。
【００１６】
実施の形態３．
図５はこの発明の実施の形態３に係る高周波電界強度計を示すシステム構成図である。
図５において、圧力調整装置３Ｂは、放電検知センサ１１の出力から放電開始を判断して放電開始電界強度を演算処理する制御部１４およびパッシェン曲線のデータが格納されたメモリ１５とからなる制御装置１３と、制御部１４により算出された放電開始電界強度を表示する表示器１６とを備えている。
なお、他の構成は上記実施の形態２と同様に構成されている。
【００１７】
つぎに、この高周波電界強度計の動作を説明する。
まず、使用する放電管１について、気体の圧力と放電開始電界値との関係を測定し、測定データを制御部１４からメモリ１５に格納する。これにより、メモリ１５には、図３に示されるパッシェン曲線のデータが格納される。
ついで、放電管１が例えば電子レンジ（図示せず）内に配置される。そして、圧力調整装置３Ｂが動作されると、電磁弁５が閉じられ、電磁弁８が開けられ、排気装置９が駆動される。これにより、放電管１内およびガス管２内の気体が所定の真空度まで排気される。
ついで、電磁弁８が閉じられ、電磁弁５が開けられて、ガスボンベ４内のＮｅガスがガス管２を介して放電管１内に導入される。これにより、放電管１内の気体の圧力が徐々に上昇する。この時、制御部１４が放電検知センサ１１の出力を介して放電管１内の放電の有無をモニターしている。
そして、制御部１４が放電検知センサ１１の出力に基づいて放電管１内の放電を判断すると、圧力センサ６から出力から放電開始時点での放電管１内の気体の圧力を算出する。ついで、制御部１４は、メモリ１５に格納されているデータと算出された気体の圧力とに基づいて演算処理して放電開始電界強度を算出し、算出結果を表示器１６に表示する。そこで、作業者は、表示器１６の表示から電子レンジ内の高周波電界強度を得る。
【００１８】
このように、この実施の形態３によれば、制御部１４が、放電検知センサ１１の出力から放電管１内の放電を判断すると、圧力センサ６から放電管１内の放電開始時の気体の圧力を求め、該圧力とメモリ１５に格納されているデータとから放電開始電界強度を算出するようにしているので、高周波電界強度をより精度よく測定できる。
また、制御部１４が算出した放電開始電界強度の算出値を表示する表示器１６を備えているので、電子レンジ内の高周波電界強度が自動的に表示器１６に表示され、電子レンジ内の高周波電界強度の測定が極めて簡易に行える。
【００１９】
実施の形態４．
図６はこの発明の実施の形態４に係る高周波電界強度計を示すシステム構成図、図７はこの発明の実施の形態４に係る高周波電界強度計に適用される放電管における気体の圧力と放電開始電界強度との関係を示すパッシェン曲線である。なお、図７において、曲線Ａ、Ｂ、Ｃはそれぞれ気体をＮｅガス、Ｈｅガス、ＨｅガスとＡｒガスとの混合ガスとしたときのパッシェン曲線を示している。
【００２０】
図６において、高周波電界強度計は、それぞれＮｅガス、ＨｅガスおよびＡｒガスが充填されたガスボンベ４ａ、４ｂ、４ｃが電磁弁５ａ、５ｂ、５ｃを介してガス管２に接続され、ガス圧力調整装置３Ｃの制御部１４は、電磁弁５ａ、５ｂ、５ｃの開度を制御するように構成され、メモリ１５には、気体をＮｅガス、Ｈｅガス、ＨｅガスとＡｒガスとの混合ガスとしたときのパッシェン曲線のデータが格納されている。
なお、他の構成は上記実施の形態３と同様に構成されている。
【００２１】
つぎに、この高周波電界強度計の動作を説明する。
まず、使用する放電管１について、気体をＮｅガス、Ｈｅガス、ＨｅガスとＡｒガスとの混合ガスとしたときの、各気体の圧力と放電開始電界値との関係を測定し、測定データを制御部１４からメモリ１５に格納する。これにより、メモリ１５には、図７に示されるパッシェン曲線のデータが格納される。
ついで、放電管１が例えば電子レンジ（図示せず）内に配置される。そして、圧力調整装置３Ｃが動作されると、電磁弁５ａ〜５ｃが閉じられ、電磁弁８が開けられ、排気装置９が駆動される。これにより、放電管１内およびガス管２内の気体が所定の真空度まで排気される。
ついで、電磁弁８が閉じられ、電磁弁５ａが開けられて、ガスボンベ４ａ内のＮｅガスがガス管２を介して放電管１内に導入される。これにより、放電管１内の気体の圧力が徐々に上昇する。この時、制御部１４が放電検知センサ１１の出力を介して放電管１内の放電の有無をモニターしている。
そして、制御部１４が放電検知センサ１１の出力に基づいて放電管１内の放電を判断すると、圧力センサ６から出力から放電開始時点での放電管１内の気体の圧力（Ｐ３）を算出する。ついで、制御部１４は、メモリ１５に格納されているデータと算出された気体の圧力（Ｐ３）とに基づいて演算処理して放電開始電界強度（Ｅ２）を算出し、算出結果を表示器１６に表示する。そこで、作業者は、表示器１６の表示から電子レンジ内の高周波電界強度を得る。
【００２２】
ついで、電磁弁５ａ〜５ｃが閉じられ、電磁弁８が開けられて、排気装置９が駆動される。これにより、放電管１内およびガス管２内の気体が所定の真空度まで排気される。そして、電磁弁８が閉じられ、電磁弁５ｂが開けられて、ガスボンベ４ｂ内のＨｅガスがガス管２を介して放電管１内に導入される。これにより、放電管１内の気体の圧力が徐々に上昇する。
そして、制御部１４が放電検知センサ１１の出力に基づいて放電管１内の放電を判断すると、圧力センサ６から出力から放電開始時点での放電管１内の気体の圧力（Ｐ２）を算出する。ついで、制御部１４は、メモリ１５に格納されているデータと算出された気体の圧力（Ｐ２）とに基づいて演算処理して放電開始電界強度（Ｅ２）を算出し、算出結果を表示器１６に表示する。そこで、作業者は、表示器１６の表示から電子レンジ内の高周波電界強度を得る。
【００２３】
さらに、電磁弁５ａ〜５ｃが閉じられ、電磁弁８が開けられて、排気装置９が駆動される。これにより、放電管１内およびガス管２内の気体が所定の真空度まで排気される。そして、電磁弁８が閉じられ、電磁弁５ｂ、５ｃが所定の開度に開けられて、ガスボンベ４ｂ、４ｃ内のＨｅガスとＡｒガスとが所定の割合となった混合ガスが、ガス管２を介して放電管１内に導入される。これにより、放電管１内の気体の圧力が徐々に上昇する。
そして、制御部１４が放電検知センサ１１の出力に基づいて放電管１内の放電を判断すると、圧力センサ６から出力から放電開始時点での放電管１内の気体の圧力（Ｐ１）を算出する。ついで、制御部１４は、メモリ１５に格納されているデータと算出された気体の圧力（Ｐ１）とに基づいて演算処理して放電開始電界強度（Ｅ２）を算出し、算出結果を表示器１６に表示する。そこで、作業者は、表示器１６の表示から電子レンジ内の高周波電界強度を得る。
【００２４】
そして、各気体における測定結果が等しいことから、電子レンジ内の高周波電界強度がＥ２と判断できる。
また、各気体における測定結果が異なれば、測定不良と判断し、再度測定することになる。
【００２５】
このように、この実施の形態４によれば、上記実施の形態３の効果に加えて、測定環境下に設置された放電管１内の気体の組成を変えて測定環境の高周波電界強度を測定することができるので、組成の異なる気体での高周波電界強度の測定結果から正しく測定できているかの検証ができ、高精度の測定が可能となる。
【００２６】
なお、上記実施の形態４では、上記実施の形態３の高周波電界強度計において気体の組成を変更できるようにするものとしているが、上記実施の形態１、２の高周波電界強度計に適用しても、同様の効果が得られる。
【００２７】
また、上記各実施の形態では、放電管１内の気体として、Ｎｅガス、Ｈｅガス、あるいはＨｅガスとＡｒガスとの混合ガスを用いるものとして説明しているが、放電管１に充填される気体は、高周波電界が印加されたときに放電するものであればよく、例えばＮｅガス、Ｈｅガス、Ｎ２ガス、Ａｒガス、Ｈガス、Ｏ２ガス等の単一ガスや、これらのガスの少なくとも２種類のガスからなる混合ガスを用いることができる。
【００２８】
【発明の効果】
この発明は、以上説明したように、放電管と、上記放電管にガス管を介して接続され、該放電管内の気体の圧力を調整する圧力調整装置とを備えているので、放電管の放電の有無を判断し、放電開始時の気体の圧力からパッシェン曲線を用いて、放電管が置かれた環境における高周波電界強度を簡易に測定できる高周波電界強度計が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１に係る高周波電界強度計の構成を説明する模式図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る高周波電界強度計を示すシステム構成図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係る高周波電界強度計に適用される放電管における気体の圧力と放電開始電界強度との関係を示すパッシェン曲線である。
【図４】この発明の実施の形態２に係る高周波電界強度計を示すシステム構成図である。
【図５】この発明の実施の形態３に係る高周波電界強度計を示すシステム構成図である。
【図６】この発明の実施の形態４に係る高周波電界強度計を示すシステム構成図である。
【図７】この発明の実施の形態４に係る高周波電界強度計に適用される放電管における気体の圧力と放電開始電界強度との関係を示すパッシェン曲線である。
【符号の説明】
１　放電管、２　ガス管、３、３Ａ、３Ｂ、３Ｃ　圧力調整装置、１０Ａ　制御部、１１　放電検知センサ、１２　ランプ（報知手段）、１４　制御部、１５メモリ、１６　表示器。
【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】
2004125696.tif 000008
【図７】
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