(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
導波管の途中に管軸に垂直に、穴の開いた２つのアイリスプレートを備え、アイリスプレート間が共振器部分となり、アイリスプレートの外側が進行波部分となっているとともに、前記共振器部分を横切るように試料を配置するスリットを設けたマイクロ波空洞共振器を用い、
測定周波数を１〜２５ＧＨｚの間で所定の範囲に設定し、
前記スリットに試料がない場合の共振ピークレベルと試料がある場合の共振ピークレベルとの差に基づいて試料の水分含有量を測定する水分量測定方法において、
試料として、シート状物質の表面に塗布層を設けたものと、塗布層が設けられていないシート状物質のみとをそれぞれ測定し、塗布層を設けたものの測定値からシート状物質のみの測定値を引いて塗布層のみの水分含有量を求める水分量測定方法。
【請求項２】
導波管の途中に管軸に垂直に、穴の開いた２つのアイリスプレートを備え、アイリスプレート間が共振器部分となり、アイリスプレートの外側が進行波部分となっているとともに、前記共振器部分を横切るように試料を配置するスリットを設けたマイクロ波空洞共振器を用い、
測定周波数を１〜２５ＧＨｚの間で所定の範囲に設定し、
前記スリットに試料がない場合の共振ピークレベルと試料がある場合の共振ピークレベルとの差に基づいて試料の水分含有量を測定する水分量測定方法において、
試料として、シート状物質の表面に複数の塗布層を積層したものと、前記複数の塗布層のうちの最上層の塗布層のみが設けられていないものとをそれぞれ測定し、前者の測定値から後者の測定値を引いて最上層の塗布層のみの水分含有量を求める水分量測定方法。
【請求項３】
共振ピークレベルの温度依存性を予め測定しておき、試料測定時の前記マイクロ波空洞共振器、前記スリット近傍の環境又は試料の温度を検出し、その検出温度により前記温度依存性に基づいて共振ピークレベル測定値を補正する請求項１又は２に記載の水分量測定方法。
【請求項４】
導波管の途中に管軸に垂直に、穴の開いた２つのアイリスプレートを備え、アイリスプレート間が共振器部分となり、アイリスプレートの外側が進行波部分となっているとともに、前記共振器部分を横切るように試料を配置するスリットを設けたマイクロ波空洞共振器と、
前記一対の進行波部分の一方に接続され、１〜２５ＧＨｚの間での所定の範囲の周波数で発振させるマイクロ波掃引発振器と、
前記一対の進行波部分の他方に接続されたマイクロ波強度受信器と、
前記マイクロ波強度受信器からの信号を受けてピークレベル検出し、前記スリットに試料がない場合の共振ピークレベルと試料がある場合の共振ピークレベルとの差に基づいて試料の水分含有量又は水分含有率を求めるデータ処理装置とを備えた水分量測定装置において、
前記マイクロ波空洞共振器のスリットに試料を連続的に供給する試料供給機構と、前記スリットの近傍で、スリットを通過する試料の表面と裏面にそれぞれ隙間をもって対向する位置に配置された近接センサと、該近接センサの検出値によりスリットを通過する試料の変動を検出する変動検出部とをさらに備え、
前記データ処理装置は前記スリットに試料がないときの共振ピークレベル値又はさらに共振周波数値を記憶しておく記憶部を備え、前記スリットに試料があるときの測定値と前記記憶部に記憶されている、試料がないときの値とを用いて試料の水分含有量又は水分含有率を求めるものであり、
試料を連続的に測定するオンライン測定装置とした水分量測定装置。
【請求項５】
前記マイクロ波空洞共振器は、アイリスプレートの前記穴が管軸上に配置され、その径が１.０〜２０ｍｍである請求項４に記載の水分量測定装置。
【請求項６】
前記マイクロ波空洞共振器の共振器部分の寸法は、共振モードがＴＥ10n（ｎ＝１，２，３、…）となる寸法に設定され、前記スリットは電界ベクトルが最大値となる位置に配置されている請求項４又は５に記載の水分量測定装置。
【請求項７】
前記マイクロ波空洞共振器の一対の進行波部分の一方は一方のアイリスプレートに隣接する導波管部分とこの導波管部分につながり前記マイクロ波掃引発振器が接続されている導波管部分とからなり、
前記一対の進行波部分の他方は他方のアイリスプレートに隣接する導波管部分とこの導波管部分につながり前記マイクロ波強度受信器が接続されている導波管部分とからなっている請求項４から６のいずれか一項に記載の水分量測定装置。
【請求項８】
マイクロ波掃引発振器が接続されている導波管とマイクロ波強度受信器が接続されている導波管は、ともに片フランジ付き同軸導波管変換器である請求項４から７のいずれか一項に記載の水分量測定装置。
【請求項９】
前記データ処理装置は前記マイクロ波強度受信器からの信号を受けてさらに共振周波数も検出し、試料の有無における共振ピークレベルの差を試料の有無における共振周波数の差で除した値から試料の水分含有率を求めるものである請求項４から８のいずれか一項に記載の水分量測定装置。
【請求項１０】
共振ピークレベルの温度依存性を予め測定して記憶しておく温度依存性値記憶部と、
試料測定時の前記マイクロ波空洞共振器、前記スリット近傍の環境又は試料の温度を検出する温度センサと、をさらに備え、
前記データ処理装置は前記温度センサによる検出温度により、前記温度依存性値記憶部に記憶されている温度依存性に基づいて共振ピークレベル測定値を補正する補正手段も備えている請求項４から９のいずれか一項に記載の水分量測定装置。
【請求項１１】
前記マイクロ波空洞共振器の導波管のＥ面外側面でスリット側の端部に試料をスリットに案内する形状のガイドを設けた請求項４から１０のいずれか一項に記載の水分量測定装置。
【請求項１２】
前記変動検出部による検出変動幅が予め設定された基準値を越えたときに前記マイクロ波空洞共振器を試料から遠ざける退避機構をさらに備えた請求項４から１１のいずれか一項に記載の水分量測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、紙、不織布、フィルムをはじめとするシート状物質の水分含有量又は水分含有率をマイクロ波の共振により測定する方法及び装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  シート状物質の水分含有量又は水分含有率を測定する方法としては、従来から赤外線の吸収を用いたものやマイクロ波を利用したものが用いられてきている。
赤外線吸収による方法は、周囲の熱源からの赤外線をも吸収してしまうため、外乱熱による影響を受け、水分含有量又は水分含有率を正確に測定できない場合がある。また、赤外線吸収による方法は微量水分の測定は難しいといわれており、フィルムに有機物を塗布したもの等のシート状試料の水分含有量又は水分含有率の測定は困難である。【０００３】  マイクロ波を利用したものの第１の例は進行波を用いたものである。マイクロ波導波路にシート状試料が接するように配置し、導波路をマイクロ波が試料に接しながら進むにつれて、そのパワーが水分によって減衰していくことを利用するといった方法が考案されている。例えば、特許文献１には、マイクロ波ホーンアンテナを用いて試料の含湿量を測定する装置について記載されているが、この種の発明は多く出願されている。【０００４】  しかしながら、マイクロ波の進行波を用いる方法は、本発明が対象とするような共振を利用する方法とは異なる。マイクロ波が試料に当たって反射して戻ってくる波と進む波とが途中でぶつかり、合成されると定在波ができるが、これは本発明でいう共振による定在波とは物理的にも電気回路的にも全く異なるものである。反射による定在波も共振による定在波も、一定の座標上にある定位置において電界及び磁界がゼロとなる位置、並びに最大となる位置は変化しないという点では類似しているが、反射による定在波は共振ではないので、共振カーブは得られない。共振とは電気回路的な共振状態であり、つまり共振器を含む測定系にインダクタンスＬ、キャパシタンスＣ、抵抗Ｒの３つが備わっていなければならず、共振点においてはリアクタンス分がゼロであるという共振条件が成立していなければならない。【０００５】  マイクロ波を利用したものの第２の例は共振を利用したものである。
特許文献２は空洞共振器を用いて水分含有量を測定する方法を記載している。そこでは試料を挟むように配置される一対の導波管で試料に隣接する開口部にそれぞれ外側方向に対向したフランジを備え、そのフランジが容量結合する空洞共振器が使用されている。【０００６】  特許文献３は空洞共振器の共振周波数とピーク電圧を実測して、特性方程式から水分と坪量の両方を算出する方法を示しているが、空洞共振器の構造自体については記載されていない。特許文献３の測定方法は、水分Ｘと坪量Ｙがそれぞれ独立にマイクロ波の最大共振点における周波数ｆと電圧ｖの実測データに寄与するのではなく、水量Ｘと坪量Ｙが互いに関係していることを発見したことによって、特性方程式を用いて初めてそれぞれ水分と坪量が算出されることを示している。【０００７】  特許文献４は空洞共振器を複数並べて水分量を測定することを記述しているが、そこで用いられている空洞共振器はリエントラント型空洞共振器である。リエントラント型空洞共振器は電界分布を規定しないし、電界ベクトルがシート状試料のシート面に平行にはならない。そのため、試料と電界との相互作用をする体積が小さく、測定精度がよくない。【０００８】  特許文献５は、同じく空洞共振器を使った水分測定を記述しているが、そこで用いられている空洞共振器は測定部位に対応する場所に凸部を設けた空洞共振器である。
特許文献４，５では従来例として一対の導波管の開口が試料に対向するように配置される通常の空洞共振器も図示されているが、そのような空洞共振器はＱ値が低く、高精度な測定は期待できない。
【特許文献１】特公昭４７−９０８０号公報
【特許文献２】特公昭５８−３０５３４号公報
【特許文献３】特開昭６２−２３８４４７号公報
【特許文献４】特開昭６２−１６９０４１号公報
【特許文献５】特公平６−５８３３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】  本発明はフィルム、紙などのシート状物質の水分含有量又は水分含有率を、熱源などの外乱の影響を受けにくく、微量水分に対しても測定感度が優れて高精度に測定できる方法及び装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】  本発明の水分量測定方法もマイクロ波空洞共振器を用いるものであるが、本発明における空洞共振器は、導波管の途中に管軸に垂直に、穴の開いた２つのアイリスプレートを備え、アイリスプレート間が共振器部分となり、アイリスプレートの外側が進行波部分となっているとともに、その共振器部分を横切るように試料を配置するスリットを設けた空洞共振器である。しかも、測定周波数を１〜２５ＧＨｚの間での所定の範囲に限定し、前記スリットに試料がない場合の共振ピークレベルと試料がある場合の共振ピークレベルとの差に基づいて試料の水分含有量又は水分含有率を測定するものである。【００１１】  また、本発明の測定装置は、導波管の途中に管軸に垂直に、穴の開いた２つのアイリスプレートを備え、アイリスプレート間が共振器部分となり、アイリスプレートの外側が進行波部分となっているとともに、前記共振器部分を横切るように試料を配置するスリットを設けたマイクロ波空洞共振器と、前記一対の進行波部分の一方に接続され、１〜２５ＧＨｚの間での所定の範囲の周波数で発振させるマイクロ波掃引発振器と、前記一対の進行波部分の他方に接続されたマイクロ波強度受信器と、前記マイクロ波強度受信器からの信号を受けてピークレベル検出し、前記スリットに試料がない場合の共振ピークレベルと試料がある場合の共振ピークレベルとの差に基づいて試料の水分含有量又は水分含有率を求めるデータ処理装置とを備えている。【００１２】  本発明で用いるマイクロ波空洞共振器は図２又は図３に示されるものである。
図２のマイクロ波空洞共振器は、導波管２Ａが導波管部分４ａ，４ｂ，６ａ及び６ｂからなり、その導波管２Ａの途中に管軸に垂直に、穴の開いた２つのアイリスプレート８ａ，８ｂを備え、アイリスプレート８ａ，８ｂ間が共振器部分４ａ，４ｂとなり、アイリスプレート８ａ，８ｂの外側が進行波部分６ａ，６ｂとなっており、共振器部分４ａ，４ｂを横切るように試料１０を配置するスリット１２を設けたものであり、一方の進行波部分６ａには１〜２５ＧＨｚの間での所定の範囲の周波数で発振させるマイクロ波掃引発振器が接続され、他方の進行波部分６ｂにはマイクロ波強度受信器が接続されている。１４ａ，１４ｂはそれぞれ進行波部分６ａ，６ｂに設けられたアンテナであり、アンテナ１４ａはマイクロ波掃引発振器に接続され、アンテナ１４ｂはマイクロ波強度受信器に接続されている。【００１３】  図３のマイクロ波空洞共振器は、導波管２Ｂが導波管部分４ａ，４ｂ，４ａ，４ｂ，１６ａ及び１６ｂからなる。一対の進行波部分の一方が一方のアイリスプレート８ａに隣接する導波管部分１６ａとこの導波管部分１６ａにつながりマイクロ波掃引発振器に接続されている導波管部分６ａとからなり、一対の進行波部分の他方が他方のアイリスプレート８ｂに隣接する導波管部分１６ｂとこの導波管部分１６ｂにつながりマイクロ波強度受信器に接続されている導波管部分６ｂとからなっているものである。【００１４】  図３のマイクロ波空洞共振器は、マイクロ波掃引発振器に接続された進行波部分の導波管部分６ａとアイリスプレート８ａとの間にさらに導波管部分１６ａを配置し、マイクロ波強度受信器に接続された進行波部分の導波管部分６ｂとアイリスプレート８ｂとの間にさらに導波管部分１６ｂを配置した点において図２のマイクロ波空洞共振器と異なる。導波管部分１６ａ，１６ｂはともに進行波部分である。【００１５】  本発明では、マイクロ波を共振器内で共振させ、共振器内部又は共振器近傍に試料を置き、試料を含む共振器系の共振特性から試料の有する水分含有量又は水分含有率を測定する。
マイクロ波共振器で共振をさせると図４のような共振カーブが得られる。右側の共振カーブは試料がない状態（ブランク）での共振カーブである。共振器の内部又は近傍に試料が存在すると、試料の有する誘電率によって左側の共振カーブのように共振周波数が低周波数側にシフトすると同時に、誘電損失率によってピークレベルが減少し、Ｑ値も減少する。【００１６】  この現象は種々の方法で説明されるが、図５のように電気回路的にはインダクタンスＬ、キャパシタンスＣ、抵抗ＲからなるＬＣＲ共振回路理論によっても説明できる。本発明における空洞共振器では、アイリスがリアクタンス成分及びキャパシタンス成分を作り、導波管壁の抵抗分が加わって、ＬＣＲ共振回路を形成している。試料の誘電率は容量Ｃに、誘電損失率は抵抗Ｒに相当し、これらが電磁結合により、共振器のＬ、Ｃ、Ｒと結合しているのと等価である。したがって、試料が存在すると容量Ｃは増加し、共振周波数ｆ（ｆ＝１／｛２π（ＬＣ）１／２｝が小さくなる。同時に試料の誘電損失率によって抵抗Ｒも増加し、ピークレベルが減少するとともに、Ｑ値も小さくなる。
また、本発明は空洞共振器を使用しているので、同じ現象が摂動理論によっても説明することができるが、説明は省略する。【００１７】  本発明は、この誘電損失率によって共振カーブのピークレベルが変化することに着目して、水分含有量又は水分含有率を測定するものである。
概ね、汎用フィルムの誘電損失率は、１０−４〜１０−２のオーダー、紙のそれは、１０−２〜１０−１のオーダーである。これに対して、水の誘電損失率は１３．１（３ＧＨｚ）と汎用フィルムや紙に比べて１００倍から１０００００倍大きい。しかも汎用フィルムの場合、その誘電損失率は、例えば４ＧＨｚ程度のマイクロ波領域においては、ほとんど水分と結晶化度によってのみ変化し、それ以外でフィルムの誘電損失率を大きくするものはない。後者の結晶化度による誘電損失率の変化は、結局のところフィルムの非晶部（アモルファス部）における分子運動に伴うマイクロ波エネルギーの吸収量に依存するので、例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルムなどの場合、誘電損失率は１０−２〜１０−３のオーダーで非常に小さく、またガラス転移点温度（Ｔｇ）以下での環境下において用いる限りはほとんど変化しない。したがって、万一汎用フィルムの誘電損失率が変化したとすれば、それは水分によるものであると考えられる。【００１８】  この考え方を基本として、本発明者らは誘電損失率に着目し、新しい水分測定方法を考案した。つまり共振カーブのピークレベルをリアルタイムで測定する方法を考案し、結果的にはオンラインで高分子フィルムなどのシート状物質の水分量を測定することも可能にした。【００１９】  本発明者らは種々の試行を重ねた上で、図２、図３のようなアイリスプレートを備えたマイクロ波空洞共振器を用い、使用するマイクロ波の最適な周波数範囲として測定周波数を１〜２５ＧＨｚにある適当な範囲に選択することにより、従来の進行波の減衰量を測定する方法よりも高精度な測定が安定して得られ、また共振カーブのピークレベルを確実に見つけることができ、誘電率の影響を受けず、つまり試料のもつ容量に影響されず、安定した測定ができた。【００２０】  ここで、本発明の方法及び装置を従来のマイクロ波空洞共振器を用いたものと比較する。
マイクロ波空洞共振器を用いた測定では、試料を挿入すると試料が有する誘電率のために共振周波数は必ず低周波数側にシフトする筈であるのに、特許文献２では高い側にシフトするように記述されている。これは、誘電率、誘電損失率と共振カーブとの関係についての原理上の解釈が本発明とは正反対であり、共振の原理からすれば試料を挿入した結果、共振周波数が試料の無いときに比べて高い側にシフトすることはあり得ない（負の誘電率の場合は高い側にシフトすることになるが、誘電率は必ず正である。）。もし特許文献２での記述が正しいとするならば、本発明とは原理及び基本的考え方が異なることになる。【００２１】  また、特許文献２で共振器を共振させるメカニズムも本発明のものとは異なる。すなわち、同文献には「開口部１２１，１３１にはそれぞれ外側方向に対向したフランジ１２２，１３２が設けられており、このフランジ１２２，１３２が容量結合して空洞共振器１１を形成している。」（第２欄下から１〜５行）との記述があるが、本発明で用いている空洞共振器ではフランジは不要であり、空洞共振器を形成するメカニズムも、構成要素も異なる。本発明の空洞共振器は図２にあるように導波管を用い、途中にアイリスという穴の開いたプレートが入っているのが特徴である。アイリスまでは進行波部分、アイリス間が空洞共振器、すなわち定在波部分となる。ここで、アイリスがリアクタンス成分及びキャパシタンス成分を作り、導波管壁の抵抗分が加わって、ＬＣＲ共振回路を形成している点が特許文献２の空洞共振器と基本的に異なる点である。【００２２】  特許文献３も空洞共振器の共振周波数とピーク電圧を実測して、特性方程式から水分と坪量の両方を算出する方法を示しているが、この考え方は、水分Ｘと坪量Ｙがそれぞれ独立にマイクロ波の最大共振点における周波数ｆと電圧ｖの実測データに寄与するのではなく、水量Ｘと坪量Ｙが互いに関係していることを発見したことによって、特性方程式を用いて初めてそれぞれ水分と坪量が算出されることを示している。これに対し、本発明は、試料の誘電率によって共振周波数は低い側にシフトし、試料の誘電損失率によってピークレベルは低い側にシフトするという基本的な考え方に基づいている。したがって、水の誘電損失率は１３．１（周波数：３ＧＨｚ）と、フィルムの１０−３〜１０−４のオーダーに比べて１００００倍〜１０００００倍大きいことに着目している。水分の他にこの誘電損失率を大きくするものは、高分子のアモルファスパートにおける分子運動による誘電的ロスのみであり、これは１０−３オーダーと非常に小さいため問題にならない。したがって、水分量は誘電損失率にのみ着目すれば測れるという基本的な考え方があり、ここが特許文献３と根本的に異なる点である。【００２３】  特許文献４は空洞共振器を複数並べて水分量を測定することを記述しているが、そこで用いられている空洞共振器はリエントラント型空洞共振器であり、本発明で用いるアイリスプレートを備えた空洞共振器とは異なる。リエントラント型空洞共振器は電界分布を規定しないし、本発明のように電界ベクトルがシート状試料のシート面に平行にはならない。本発明のように電界がシート面に平行になれば、それだけ試料と電界との相互作用をする体積が大きくなり、電界とシートが垂直になる場合に比べて測定精度が格段とよくなるが、リエントラント型空洞共振器ではそのような効果は期待できない。【００２４】  特許文献５では、同じく空洞共振器を使った水分測定に関する記述があるが、測定部位に対応する場所に凸部を設けた空洞共振器を使っているところが特徴であり、本発明の空洞共振器とは構造も電界分布も共振モードも異なる。同文献に述べられているように、完全な直方体を作るのは実際上難しいため、このような方法を採用したとあるが、本発明で用いる導波管には内部に凸部などない点が大きく異なる。【００２５】  本発明において、試料の有無における共振ピークレベルの差を、試料の有無における共振周波数の差で除した値から、試料の水分含有量又は水分含有率を求めるようにしてもよい。
試料として、フィルム基材の表面に塗布層を設けたものと、塗布層が設けられていないフィルム基材のみとをそれぞれ測定し、塗布層を設けたものの測定値からフィルム基材のみの測定値を引けば、塗布層のみの水分含有量又は水分含有率を求めることができる。【００２６】  また、同様に、試料として、フィルム基材の表面に複数の塗布層を積層したものと、その複数の塗布層のうちの最上層の塗布層のみが設けられていないものとをそれぞれ測定し、前者の測定値から後者の測定値を引くことにより、最上層の塗布層のみの水分含有量又は水分含有率を求めることができる。【００２７】  マイクロ波空洞共振器は、アイリスプレートの穴が管軸上に配置されていることが好ましい。アイリスプレートの穴は、その径が大きくなるとマイクロ波透過強度が大きくなるが、Ｑ値が小さくなる。逆にその径が小さくなるとＱ値が大きくなるがマイクロ波透過強度が小さくなる。試料の水分含有量又は含有率を測定する観点から、アイリスプレートの穴径は１〜２０ｍｍが適当である。【００２８】  アイリスプレートの適当な穴径はマイクロ波の周波数帯によって異なる。例えば、４ＧＨｚ帯では穴径は１０〜１３ｍｍが適当であり、その場合のＱ０値（サンプルなしのときのＱ値）は６０００前後となる。１２ＧＨｚ帯では穴径は３．５〜４．０ｍｍが適当であり、その場合のＱ０値は５４００前後となる。また、１９ＧＨｚ帯では穴径は２．２〜２．６ｍｍが適当であり、その場合のＱ０値は４４００前後となる。【００２９】  マイクロ波空洞共振器の共振器部分の寸法は、共振モードがＴＥ１０ｎ（ｎ＝１，２，３、…）となる寸法に設定され、試料を配置するスリットは電界ベクトルが最大値となる位置に配置されていることが好ましい。
共振器部分の寸法は測定に使用するマイクロ波の周波数に依存し、例えば５〜３０ｃｍが適当である。一例を示すと、マイクロ波周波数が４ＧＨｚの場合、ＴＥ１０３モードで、ギャップ（試料を配置するスリットの幅）が４ｍｍのときは、共振器部分の適当な寸法は１４７．２ｍｍ、またマイクロ波周波数が１２ＧＨｚの場合、（ＴＥ１０５モードで、ギャップが４ｍｍのとき、共振器部分の適当な寸法は９１．６ｍｍである。【００３０】  マイクロ波掃引発振器が接続されている導波管とマイクロ波強度受信器が接続されている導波管は、ともに片フランジ付き同軸導波管変換器とすることができる。そのような片フランジ付き同軸導波管変換器として市販されているものを使用することができるので、実現が容易になる。
本発明の測定装置は、マイクロ波空洞共振器のスリットに試料を連続的に供給する試料供給機構をさらに備えて試料を連続的に測定するオンライン測定装置とすることもできる。【００３１】  本発明では、共振ピークレベルの温度依存性を予め測定しておき、試料測定時のマイクロ波空洞共振器、スリット近傍の環境又は試料の温度を検出し、その検出温度により前記温度依存性に基づいて共振ピークレベル測定値を補正するようにすることもできる。【００３２】  そのような温度補正を行なうために、本発明の水分量測定装置は、共振ピークレベルの温度依存性を予め測定して記憶しておく温度依存性値記憶部と、試料測定時のマイクロ波空洞共振器、スリット近傍の環境又は試料の温度を検出する温度センサとをさらに備えることができ、データ処理装置は前記温度センサによる検出温度により、前記温度依存性値記憶部に記憶されている温度依存性に基づいて共振ピークレベル測定値を補正する補正手段も備えたものとすることができる。【００３３】  オンライン測定装置とした場合、試料とマイクロ波空洞共振器との接触を避けるような対策を施しておくことが好ましい。試料をスリットに導くときにマイクロ波空洞共振器に接触を防ぐための対策として、マイクロ波空洞共振器の導波管のＥ面外側面でスリット側の端部に試料をスリットに案内する形状のガイドを設けてもよい。【００３４】  試料がスリットを移動中にマイクロ波空洞共振器に接触を防ぐための対策として、スリットの近傍で、スリットを通過する試料の表面と裏面にそれぞれ隙間をもって対向する位置に配置された近接センサと、その近接センサの検出値によりスリットを通過する試料の変動を検出する変動検出部とを備えてもよい。そして、その変動検出部による検出変動幅が予め設定された基準値を越えたときにマイクロ波空洞共振器を試料から遠ざける退避機構をさらに備えてもよい。
【発明の効果】
【００３５】  本発明の測定方法及び装置は、アイリスプレートを備えたマイクロ波空洞共振器を用い、使用するマイクロ波の測定周波数を１〜２５ＧＨｚにある所定の範囲に設定し、試料がない場合の共振ピークレベルと試料がある場合の共振ピークレベルとの差に基づいて試料の水分含有量又は水分含有率を測定するようにしたので、シート状物質の水分含有量又は水分含有率を、熱源などの外乱の影響を受けにくく、微量水分に対しても測定感度が優れて高精度に測定できるようになった。【００３６】  試料の有無における共振ピークレベルの差を、試料の有無における共振周波数の差で除した値により、水分含有率を求めることができ、別途試料の厚さを測定しなくても種々の厚さの異なる試料を測定できるようになる。【００３７】  また、水分含有量測定装置のなかで、試料が走行中に測定できる、いわゆるオンライン測定装置として実用化されている方法は、赤外線吸収による方法以外はほとんど見当たらない。赤外線吸収による方法は、フィルム状試料の測定は困難であるのに対し、本発明ではフィルム状試料のオンライン測定も可能になった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】  一実施例の水分含有量測定装置の概要を図１に、信号の流れを示すための概略構成のブロック図を図６に、タイムチャートを図７に示す。
マイクロ波空洞共振器１に試料１０を接触または近づけて走行させ、リアルタイムで共振ピークレベルを測定する。マイクロ波空洞共振器１は図２又は図３に示されたものであり、図１にも概略的に示されているように、導波管の途中に管軸に垂直に、穴の開いた２つのアイリスプレート８ａ，８ｂを備えている。アイリスプレート８ａ，８ｂは導波管の管軸上に１つずつの穴が開けられている。アイリスプレート８ａ，８ｂ間が共振器部分４ａ，４ｂとなり、共振器部分４ａ，４ｂを横切るように試料１０を配置するスリット１２が設けられている。アイリスプレート８ａ，８ｂの外側６ａ，６ｂ（図３の場合は１６ａ，１６ｂも含む。）が進行波部分となっている。一方の進行波部分６ａには励磁用アンテナ１４ａが設けられ、そのアンテナ１４ａには１〜２５ＧＨｚの間での所定の範囲の周波数で発振させるマイクロ波掃引発振器２０が接続されている。他方の進行波部分６ｂにはアンテナ１４ｂが設けられ、そのアンテナ１４ｂには検波器２２と増幅器及びＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換器２４からなるマイクロ波強度受信器が接続されている。【００３９】  マイクロ波強度受信器の増幅器及びＡ／Ｄ変換器２４はデータ処理装置に接続されている。そのデータ処理装置は増幅器及びＡ／Ｄ変換器２４からの信号を受けて共振ピークレベルを検出するピークレベル検出部３０と、共振周波数を検出する共振周波数検出部３２と、水分含有量又は水分含有率を求める演算部３４とを含んでいる。【００４０】  演算部３４はスリット１２に試料がない場合の共振ピークレベルと試料１０がある場合の共振ピークレベルとの差に基づいて試料１０の水分含有量又は水分含有率を求める。
演算部３４はまた、試料の有無における共振ピークレベルの差を、試料の有無における共振周波数の差で除した値から、水分含有率を求めることもできる。【００４１】  マイクロ波掃引発振器２０から出たマイクロ波は、アイリスプレート８ａの穴を通って共振器部分４ａ，４ｂに導かれ、共振器部分４ａ，４ｂで共振が起こり、そのうちの一部がアイリスプレート８ｂの穴を通って他方のアンテナ１４ｂにより伝達され、その共振レベルが検知される。共振器部分４ａ，４ｂのスリット１２に試料１０を置くか、又は近づけると、試料１０の誘電率に応じて共振周波数が変化し、誘電損失率に応じてピークレベルが変化する。【００４２】  アンテナ１４ｂにより検知された共振レベルは、検波ダイオード２２によって電圧に変化される。その後、増幅及びＡ／Ｄ変換器２４での増幅とＡ／Ｄ変換処理を経て、データ処理装置のピーク検出回路に導かれる。ピーク検出回路では、掃引中に１０００００個のデータを取り込むと同時に最大値（ピークレベル）と共振周波数を検出する。これを、約５０ミリ秒毎に繰り返す。実際の測定では、種々のノイズのためにピークレベルが変動する場合があるので、平均化処理を行うことにより、安定した測定を行うことができる。【００４３】  図６の構成を実現する一例として、図８に示されるように、空洞共振器１とベクトルネットワークアナライザ４０を接続し、Ｓ２１モードにおける共振カーブのピークレベルをＧＰ−ＩＢインターフェースを用いてパーソナルコンピュータ４２にデータを送り、リアルタイムで水分を測定することができる。試料１０は供給機構により連続して供給することにより、オンライン測定装置となる。【００４４】  このようなオンライン測定装置を用いて、フィルム、紙などのシート状物質試料の水分量を測定する際、空洞共振器が試料から離れた退避位置から試料が空洞共振器のスリットに入った測定位置に移る時に、走行中の試料のバタツキ（面に垂直な方向への変動）や端部のカール（めくれ上がり）のために、試料が空洞共振器内のスリット部分にうまく入らず、導波管部に当たるという問題や、バタツキのために導波管端部に試料が接触し、試料に傷などのダメージを与えるという問題が発生することがある。【００４５】  そこで、このような問題に対する対策として、図９（Ａ），（Ｂ）に示されるように、導波管２のスリット１２側の端部に樹脂製のガイド３０ａ，３０ｂを設けた。これによって、たとえ試料がフラットな形態でなくても、試料がまずガイド３０ａ，３０ｂに当たり、さらに導波管２が押し進むとガイド３０ａ，３０ｂに沿ってスリット１２に試料が導かれるようになった。これにより、導波管が退避位置から測定位置に移動する際、試料端部がカールした状態であっても、スムーズにスリットの中にガイドすることができるようになった。また、走行しているシート状試料がばたついている場合でも、ガイドによってうまく案内でき、スリット内に試料がセットできるようになった。【００４６】  このガイド３０ａ，３０ｂに用いる樹脂としては、マイクロ波が反射しにくいようにするために、ポリエチレンなど、できるだけ誘電率の小さい樹脂が望ましい。
また、ガイド３０ａ，３０ｂを取り付ける位置としては、導波管先端部にガイドの先端部を揃えるのが好ましいため、ガイド３０ａ，３０ｂをつけたことによってＱ値や共振ピークレベルが減少しないように配慮する必要がある。実験の結果、図９（Ｂ）のようにＨ面ではなく、図９（Ａ）のようにＥ面に取り付けるのが望ましいことがわかった。Ｅ面とは導波管内部の電界と平行な面のことをいい、Ｈ面とは磁界に平行な面をいう。この結果は、理論的にも説明される。【００４７】  矩形導波管を用いたＴＥ１０３モードの場合の空洞共振器内部の電磁界分布を図１０（Ｂ）〜（Ｄ）に示す。図１０（Ａ）は空洞共振器をＺ軸に垂直な方向に切断して示す斜視断面図で、Ｅ面、Ｈ面とＸ，Ｙ，Ｚ各方向を示している。図１０（Ｂ）はＺ軸に垂直に切断した状態、（Ｃ）はＸ軸に垂直に切断した状態、（Ｄ）はＹ軸に垂直に切断した状態をそれぞれ表わしており、Ｅｙは電界、Ｈｘ，Ｈｚは磁界である。端部には電界（Ｅｙ）と磁界（Ｈｘ，Ｈｚ）が図のように分布しており、Ｈ面に樹脂を取り付けた場合は、内部の電界強度が強く（横方向の中心部で最大）、一部は外部に漏れているため、この漏れ電界と樹脂との相互作用により共振状態を乱し、吸収又は反射が起こり、結果的にピークレベルの低下又はＱ値の低下が起こるためである。樹脂製のガイドをＥ面に取りつけた場合と、Ｈ面に取りつけた場合を、何も取りつけなかった場合と比較すると、表１のような結果になった。
【表１】
0004321525.tif 000002
この結果から、ガイドはＨ面に取りつけるよりＥ面に取りつけた方がＱ値及びピークレベルの減少が小さいことが明らかである。【００４８】  また、試料の状態や走行速度によっては、試料が変動し、空洞共振器１のスリット１２内で空洞共振器１を形成する導波管部に接触する問題については、図１１のように、導波管部に試料を挟む形で試料との距離を測定する距離センサ３２を２個設け、ある基準値以上のバタツキ変動があった場合、速やかに測定ヘッド部を退避位置まで後退する機構を設けた。この例では空洞共振器１はアーム３４，３６に支持され、アーム３６はスライドレール３８に沿って図に示される退避位置と、試料をスリット１２に挟む測定位置の間を移動可能に支持されている。【００４９】  測定システム全体の概略を図１２に示す。（Ａ）は退避位置、（Ｂ）は測定位置である。一対の導波管で構成される空洞共振器１が測定ヘッドに該当し、これがアーム３４，３６で支えられ、このアーム３６がスライド機構により、ヘッドが測定位置（Ｂ）と退避位置（Ａ）を交互に動けるようにした。
さらにこの機構を発展させて、ヘッドの測定位置を試料の幅方向の全域に渡って移動可能なようにアーム３４、３６を設計することができる。このようにすれば試料の幅方向にわたる水分量の位置的な分布をも測定できる。【００５０】  距離センサ３２の信号を受ける回路は、常に基準レベルと測定距離とを比較してデジタル信号を出せるようにした。アーム３６を移動させる機構の電磁弁は、基準値以上に試料のバタツキが大きい場合にその回路からの信号を受けてオンになり、エアーの力によってアーム３６をスライドレール３８上を移動させて退避位置まで高速で戻るようにした。【００５１】  今までは試料のバタツキによって導波管部に試料が接触して傷などのダメージを受けていたが、この方法により、ほとんど傷が付かなくなり、安定して水分量測定できるようになった。
空洞共振器１のピークレベルは例えばネットワークアナライザ４０によってリアルタイムで測定できるように２本の同軸ケーブルで接続されており、ネットワークアナライザ４０からコンピュータに測定値がリアルタイムで取り込まれる。【００５２】  オンライン測定の際には、ほこり、塵等が空洞共振器の導波管部分の先端部や内部に付着して測定に悪影響を及ぼすおそれがある。このような付着を防ぐためにアーム３４、３６に空気配管、ノズル等を取り付け測定前後に定期的に導波管部分の先端部から内部に向けて空気を吹き付けることが好ましい。ノズルは導波管から少し離して設置するほうが測定に影響を与えるおそれが小さいのでより好ましい。【００５３】  共振ピークレベルは温度により変化する。そのため、温度変化を補正することが好ましい。そこで、図１３に示されるように、温度依存性を予め測定して記憶しておく温度依存性値記憶部４２と、試料測定時のマイクロ波空洞共振器、スリット近傍の環境又は試料の温度を検出する温度センサ４０とをさらに備えることが好ましい。そして、データ処理装置４４には、温度センサ４０による検出温度により、温度依存性値記憶部４２に記憶されている温度依存性に基づいて共振ピークレベル測定値を補正する補正手段４６も備えておくのが好ましい。
【実施例１】
【００５４】  厚さｔが既知で一定である試料の測定について、図１４に示されるフローチャートを用いて説明する。
ステップ１で試料のない状態（ブランク）について共振ピークレベルＰ０を測定しておく。
つぎに、ステップ２で試料の共振ピークレベルＰＳを測定する。【００５５】  ステップ３では両者の差ΔＰ（＝Ｐ０−ＰＳ）を計算する。このΔＰは、試料の誘電損失率ε’’と、試料の厚さｔを掛け合わせた値ε’’・ｔに比例するものである。そこで、あらかじめ同じ厚さｔの試料について、水分率とΔＰの関係を検量線として求めておけば、ステップ３で求められるΔＰの値から、水分率が得られることになる。そこで、例えば、試料を絶対湿度が異なる３条件以上の環境で調湿し、それぞれの条件下での水分率（重量％）及びΔＰの値を測定することで、両者の関係を表わす検量線を作っておく。
ステップ４では、ステップ３で求めたΔＰの値を前述の検量線に当てはめて水分率を求めるものである。オンライン測定の場合、一定時間ごとにステップ２〜４を繰り返せば良い。【００５６】  実施例１−１〜実施例１−３及び比較例１、２では、共振周波数が１〜３０ＧＨｚの範囲で異なる５種の空洞共振器を用いて試料（塗工層を１層含む塗工フィルム）を測定した。結果を表２に示す。
【表２】
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【００５７】  この結果によれば、共振周波数が３０ＧＨｚの場合は何らかの測定自体は可能ではあるが、本周波数以上では共振器の寸法が小さくなるために測定面積が小さくなり、結果的に測定感度が低下したり、より波長が短くなるために一対の共振器が平行に向き合うように行う芯出し調整が難しくなったり、発振器の価格が高価となったりするなどの理由で実用的ではない。また、０．５ＧＨｚ以下の周波数では共振器の寸法が数十ｃｍを超えて大きくなり、また更に水の誘電損失率もかなり小さくなるので、やはり実用的な測定は困難となる。適当な測定周波数範囲は１〜２５ＧＨｚである。
【実施例２】
【００５８】  厚さが一定でない試料の測定方法について、図１５のフローチャートを用いて説明する。
ステップ１で試料のない状態（ブランク）について共振ピークレベルＰ０及び共振周波数Ｆ０を測定しておく。
つぎに、ステップ２として、試料の共振ピークレベルＰｓ及び共振周波数Ｆｓを測定する。
ステップ３で、ブランクと試料のピークレベルの差ΔＰ（＝Ｐ０−ＰＳ）を計算する。【００５９】  ステップ４で、ブランクと試料の共振周波数の差ΔＦを計算する。
空洞共振器においては、誘電率ε’が以下の（１）式で表わせる。
ε’−１＝Ｋ１×ΔＦ／ｔ                            （１）
一方、前述の通り、ΔＰはε’’・ｔに比例することから、（２）式で表わせる。
ε’’＝Ｋ２×Δｐ／ｔ                              （２）
ここで、Ｋ１及びＫ２はそれぞれ装置定数である。【００６０】  （１）、（２）式からｔを消去すると、以下の（３）式が得られる。
ε’’＝Ｋ２／Ｋ１・（ε’−１）×（ΔＰ／ΔＦ）    （３）
誘電率ε’が一定であれば、（３）式は（４）式で表わせる。
ε’’＝Ｋ３×（ΔＰ／ΔＦ）                        （４）
ここで、Ｋ３は定数である。【００６１】  すなわちε’’は、試料のフィルムに対して水分が微量であるような場合、すなわちε’が一定であるならば、試料の厚さｔに関わらずΔＰ／ΔＦに比例する。
よって、ステップ５で求めるΔＰ／ΔＦは水分含有率に相関した値となる。ここで、実施例１と同様にあらかじめ検量線を作っておけば、これによりΔＰ／ΔＦから水分含有率が求められる（ステップ６）。
【実施例３】
【００６２】  塗工フィルムなどのように、フィルムを基材として、フィルム上の一方の面又は両面に、１層もしくは多層の塗布層を設けた試料について各層の水分含有率を求める方法について以下に述べる。【００６３】（塗布層のΔε’’の測定）
ＰＥＴフィルムに第１塗布層を設けた試料、及び未塗布のＰＥＴフィルムについて、常温常湿下で調湿し、水分が平衡状態に達した状態での誘電損失率ε’’ｗｅｔを分子配向計で求める。第１塗布層を設けた試料と、未塗布フィルムの誘電損失率の関係から、第１塗布層のみの常温常湿状態での誘電損失率ε’’第１塗布層ｗｅｔが求められる。次に、十分に水分を除去した状態での誘電損失率ε’’ｄｒｙを分子配向計で求め、同様に、水分を除去した状態での誘電損失率ε’’第１塗布層ｄｒｙが求められる。ここで、この両者の差Δε’’第１塗布層は、第１塗布層の単位体積当たりの水分含有量（すなわち水分含有率）に相当する。
同様にすると、第２、３、…塗布層の誘電損失率Δε’’第２塗布層、Δε’’第３塗布層、…が求められる。これらの値は、測定した常温常湿の条件での固有の物性値である。【００６４】（厚さの測定）
基材フィルムの厚さｔｂａｓｅと各塗布層の厚さｔ第１塗布層、ｔ第２塗布層、ｔ第３塗布層、…、及び総厚さｔｔｏｔａｌを、厚さ計、塗工量などから求めておく。【００６５】（各塗布層の水分率の計算）
測定の手順について、図１６のフローチャートを用いて説明する。
ステップ１で、試料のない状態（ブランク）について共振ピークレベルＰ０を測定しておく。
ステップ２で、１層又は複数の層を塗布した塗工フィルムからなる試料の共振ピークレベルＰＳを測定する。【００６６】  ステップ３では両者の差ΔＰｔｏｔａｌ（＝Ｐ０−ＰＳ）を計算する。
ここで、塗工フィルム全体に含まれる総水分量に対する、基材フィルム及び各塗布層に含まれる水分量の分配率を考える。各塗布層間で水分が平衡状態に達したときの総水分量をＷで表わすと、各層のΔε’’と厚さｔを用いて（５）式のように表わせる。
Ｗ＝Δε’’ｂａｓｅ・ｔｂａｓｅ＋Δε’’第１塗布層・ｔ第１塗布層＋Δε’’第２塗布層・ｔ第２塗布層＋Δε’’第３塗布層・ｔ第３塗布層＋…    （５）
よって、各層のへの分配率ＲＸは（６）式で表わせる。
ＲＸ＝Δε’’Ｘ・ｔＸ／Ｗ              （６）
ここで、Ｘは基材フィルム又は各塗布層のいずれかを表す。【００６７】  以上のような手順で、ステップ４では、各層のΔε’’と厚さｔから各層の水分分配率を求める。
さらに、ΔＰｔｏｔａｌは塗工フィルムの総水分含有量に比例しているため、各層の水分含有量は以下の（７）式より求められるΔＰＸに比例した値となる（ステップ５）。
ΔＰＸ＝ΔＰｔｏｔａｌ×ＲＸ            （７）
よって、ΔＰＸ／ｔＸは各層の水分含有率に相関した値となる（ステップ６）。
オンライン測定の場合、一定時間ごとにステップ２〜６を繰り返せばよい。
【実施例４】
【００６８】  以下に、温度補正を行うときの測定手順を記す。
（ブランク時の温度補正）
マイクロ波空洞共振器を温湿度制御のできる室内に設置し、室内を任意の環境に合わせる。十分な時間が経過した後、ブランク状態（試料を用いない）で測定をおこなう。次に、絶対湿度が変わらないように維持しながら、温度を５℃上昇させる。十分な時間が経過した後、再びブランク状態で測定を行う。同様にして、さらに温度を５℃及び１０℃上昇させたときのブランク値を測定する。図１７は最初の温度を１５℃とし、その後５℃ずつ温度を上昇させたときのブランク値の変動を示したグラフである。なお、ここでは絶対湿度を９．０ｇ／ｍ３で一定としている。このグラフを最小二乗法により二次近似すると、二次式ｙ＝ａ０ｘ２＋ｂ０ｘ＋ｃ０の形で表わすことができる。ここで、ａ０およびｂ０は温度補正を行う係数となり、温度補正を行う補正式は以下の（８）式により表わせる。なお、この式で求められるのは、基準温度Ｘ（℃）に換算したときのピークレベル（補正後のピークレベル）である。
Ｐ０’＝Ｐ０＋ａ０×（Ｘ−Ｔ０）２＋ｂ０×（Ｘ−Ｔ０）    （８）
ここで、Ｐ０’は補正後のピークレベル、Ｐ０は補正前のピークレベル、Ｘは基準温度、Ｔ０は導波管温度、ａ０およびｂ０はブランク測定時の補正係数である。【００６９】（測定時の温度補正）
同様の環境条件にて、測定対象となる試料の共振ピークレベルＰｓおよび導波管温度Ｔｓを求める。図１７と同様にして書いた図１８のグラフの傾きから、試料測定時の補正係数ａｓ及びｂｓを求める。よって、試料測定時の温度補正を行う補正式は以下の（９）式で表わせる。なお、この式で求められるのは、基準温度Ｘ（℃）に換算したときのピークレベル（補正後のピークレベル）である。
Ｐｓ’＝Ｐｓ＋ａｓ×（Ｘ−Ｔｓ）２＋ｂｓ×（Ｘ−Ｔｓ）    （９）
ここで、Ｐｓ’は補正後のピークレベル、Ｐｓは補正前のピークレベル、Ｘは基準温度、Ｔｓは導波管温度である。【００７０】（ΔＰの計算）
ピークレベルの差ΔＰは前述の通り、ΔＰ＝Ｐ０−Ｐｓであるが、同様に温度補正を行ったΔＰ’は、ΔＰ’＝Ｐ０’−Ｐｓ’で表わせる。
この補正の利点は、夏場と冬場と言った著しく温度が異なるような状況に対しても、ある基準温度を決めることで、その基準温度での値として比較することができる。また、ブランク測定を行った後、連続してオンライン測定を行う場合などに特に有効である。つまり、ブランク測定を行った時の導波管温度に対し、試料をオンラインで測定する途中で徐々に導波管温度が上昇もしくは下降する場合でも、新たにブランク時のピークレベルを測定することなく、そのときの導波管温度を求めることで（８）式より基準温度でのピークレベルを計算することができ、同時に試料測定時のピークレベルも導波管温度を求めることで（９）式より基準温度でのピークレベルを計算することができる。ここで、あらかじめ導波管を逐次測定する手段を設けておき（例えば、熱電対を導波管側面に貼り付けておく）、さらに上記の計算を行うプログラムをコンピュータ上に組んでおけば、オンライン測定時に瞬時に任意の基準温度でのΔＰの値が測定できるのである。導波管温度の他にスリット付近の温度や試料の温度を測定することもできる。試料の温度などは非接触の温度検出器を使用して測定することが好ましい。
またオンラインで水分量を測定した場合は、その結果を利用して、塗布層形成用の塗液の水分量を調整することや、塗布層の乾燥条件、例えばドライヤの乾燥温度、風量等の調整にフィードバックして制御することができる。【００７１】  図１９は続けてオンライン測定した１４個の同種試料（試料番号は横軸にロール番号（通し番号）として示されている。）についての導波管温度と温度補正前後のΔＰ値を示したものである。温度補正によりΔＰ値がほぼ一定値の範囲内に入っており、温度補正の効果が明らかに現れている。
【産業上の利用可能性】
【００７２】  本発明は、塗工フィルムなどのようにフィルムを基材としてフィルム上に塗布層を設けたシート状物質の水分含有量又は水分含有率を測定することができ、印刷工程における塗布層の乾燥状態の測定などに利用することができる。しかも、オンライン化も容易であるので、印刷工程などの工程管理にも利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】一実施例の水分含有量測定装置を示す概略構成図である。
【図２】本発明で用いるマイクロ波空洞共振器の第１の例を示す概略構成図である。
【図３】本発明で用いるマイクロ波空洞共振器の第２の例を示す概略構成図である。
【図４】マイクロ波空洞共振器の共振により得られる共振カーブを示すグラフである。
【図５】マイクロ波空洞共振器の共振の原理を説明する等価回路図と共振カーブを示す図である。
【図６】同実施例の構成を示すブロック図である。
【図７】同実施例の動作を示すタイムチャート図である。
【図８】オンライン型の水分含有量測定装置の一実施例を示す概略構成図である。
【図９】（Ａ），（Ｂ）は導波管のスリット側の端部にガイドを設けた状態を示す斜視図である。
【図１０】（Ａ）は矩形導波管の斜視断面図、（Ｂ）から（Ｄ）はＴＥ１０３モードの場合の空洞共振器内部の電磁界分布を示す図で、（Ｂ）はＸＹ面断面、（Ｃ）はＹＺ面断面、（Ｂ）はＸＺ面断面をそれぞれ示す。
【図１１】空洞共振器１が移動できる形態を示す正面図である。
【図１２】同形態の測定システム全体を示す概略図で、（Ａ）は退避位置、（Ｂ）は測定位置を示す。
【図１３】温度補正を行なう部分を示すブロックである。
【図１４】実施例における動作の一例を示すフローチャート図である。
【図１５】実施例における動作の他の例を示すフローチャート図である。
【図１６】実施例における動作のさらに他の例を示すフローチャート図である。
【図１７】ブランク状態での      の温度依存性を示すグラフである。
【図１８】試料測定時の      の温度依存性を示すグラフである。
【図１９】温度補正の結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【００７４】    １    空洞共振器
２Ａ，２Ｂ    導波管
４ａ，４ｂ    導波管の共振器部分
６ａ，６ｂ，１６ａ，１６ｂ    導波管部分の進行波部分
８ａ，８ｂ    アイリスプレート
１０    試料
１２    スリット
１４ａ，１４ｂ    アンテナ
２０    マイクロ波掃引発振器
２２    検波器
２４    増幅・Ａ／Ｄ変換器
３０    ピークレベル検出部
３２    共振周波数検出部
３４    演算部
４０    温度センサ
４２    温度依存性値記憶部
４４    データ処理部
４６    補正手段
【図１】
0004321525.tif 000004
【図２】
0004321525.tif 000005
【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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【図９】
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【図１０】
0004321525.tif 000013
【図１１】
0004321525.tif 000014
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
0004321525.tif 000018
【図１６】
0004321525.tif 000019
【図１７】
0004321525.tif 000020
【図１８】
0004321525.tif 000021
【図１９】
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