(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定物質を含む被測定流体を流すための検出用管体と、この検出用管体の管壁に形成された送信用及び受信用の開口窓部と、この送信用の開口窓部から前記検出用管体の内側にマイクロ波を送信する送信系と、前記送信系により送信されたマイクロ波を受信用の開口窓部から受信する受信系とを備え、前記受信系に受信されたマイクロ波の電気的特性を測定することにより、前記被測定流体の濃度を測定する濃度計であって、
前記検出用管体の内側で且つ前記開口窓部の周辺に設けられ、前記マイクロ波の伝搬を遮蔽しつつ導き、当該マイクロ波の指向性を制御する金属製の導波体を備えており、
前記導波体は、前記開口窓部の一部分又は前記開口窓部の全周を囲んだ形状を有することを特徴とする濃度計。
【請求項２】
請求項１に記載の濃度計において、
前記電気的特性として、前記受信されたマイクロ波の位相差を測定することを特徴とする濃度計。
【請求項３】
請求項１に記載の濃度計において、
前記電気的特性として、前記受信されたマイクロ波の周波数変化を測定することを特徴とする濃度計。
【請求項４】
請求項１に記載の濃度計において、
前記電気的特性として、前記受信されたマイクロ波の信号強度を測定することを特徴とする濃度計。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マイクロ波を応用し、被測定流体中の被測定物質の濃度を測定する濃度計に係り、特に、マイクロ波の指向性を制御でき、検出用管体内の測定環境の変化に影響されにくく、測定の安定性を向上し得る濃度計に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば汚泥やパルプ等の懸濁物質や溶解性物質といった被測定物質を含む被測定流体に対し、その濃度を測定する分野では、超音波式濃度計及び光学式濃度計が広く用いられていた。なお、超音波式濃度計は、超音波の減衰率を測定して濃度を求めるものであり、光学式濃度計は、光を用いて透過光減衰率や散乱光増加率を測定して濃度を求めるものである。
【０００３】
しかしながら、超音波式濃度計には、気泡の影響を受け易い問題がある。すなわち、超音波は、液体中の減衰率に比べ、気体中の減衰率が極めて大きいという性質をもつ。このため、流体中に気泡が混入すると、懸濁物質による減衰率よりも、気泡による減衰率の方が増大してしまう。この結果、超音波式濃度計は、測定不能になったり、実際の濃度より高い測定結果が出る等、測定精度が大きく影響されてしまう。
【０００４】
なお、気泡の影響を除去する観点から、所定のサンプリング周期毎に被測定流体を加圧消泡室に取り込んだ後、加圧して気泡を溶解させた後、被測定流体の濃度を測定する消泡式の超音波濃度計も考えられている。
【０００５】
しかしながら、消泡式の超音波濃度計は、サンプリングや加圧を用いることにより、連続的な濃度測定ができない上、機械的な稼動部を必要とすることから、信頼性や保守性に問題があるとされている。
【０００６】
一方、光学式濃度計は、光を入射又は受光する光学窓に汚れが付着すると、汚れの影響を大きく受けて測定誤差を増大させてしまう。
【０００７】
そこで近年、気泡や汚れの影響を受け難い濃度計として、マイクロ波を用いて濃度を測定する濃度計が実用化されている。なお、マイクロ波を用いた濃度計には、（i）受信されたマイクロ波の位相差を測定する方式、（ii）受信されたマイクロ波の周波数変化を測定するＦＭＣＷ（Frequency Modulation Continuous Wave）方式、あるいは（iii）受信されたマイクロ波の信号強度を測定する方式などがある。次に、これらの各方式のうち、位相差を測定する方式を例に挙げて説明する。
【０００８】
図９は位相差を測定する方式の一般的な濃度計の全体構成例を示す模式図であり、図１０はこの濃度計の検出用管体におけるアンテナ設置部分の断面構成を示す模式図である。なお、図１０の断面構成は、他の測定方式（ii），（iii）にも共通して適用される。
【０００９】
この濃度計は、図１０に示すように、被測定流体が流れる検出用管体１の一部において、水平方向の中心線Ｃ上の管壁に互いに対向して送信用及び受信用の開口窓部２ｓ，２ｒが形成されている。各開口窓部２ｓ，２ｒの周囲で且つ検出用管体１の外側にはそれぞれ気密用シールパッキン３ｓ，３ｒを介してアンテナ取付用板４ｓ，４ｒが取付けられている。
【００１０】
なお、各アンテナ取付用板４ｓ，４ｒは、マイクロ波の送信口及び受信口部分の気密を保持するように絶縁物５ｓ，５ｒが嵌合されて形成され、あるいは全体が絶縁物で形成されている。これらアンテナ取付用板４ｓ，４ｒには、それぞれ個別に送信アンテナ６ｓ及び受信アンテナ６ｒが取り付けられている。
【００１１】
ここで、図９に示すように、マイクロ波発振器１１から発射されたマイクロ波は、パワースプリッタ１２により、位相θに関する基準系経路Ｐ１と遅れ検出系経路Ｐ２に分離される。
【００１２】
基準系経路Ｐ１を通るマイクロ波Ｗｏは、パワースプリッタ１２から位相遅れ測定回路１３に導入される。
一方、遅れ検出系経路Ｐ２を通るマイクロ波Ｗ１又はＷ２は、パワースプリッタ１２から送信アンテナ６ｓを介して検出器管体１内に送信され、検出器管体１内を流れる被測定流体を通過した後、受信アンテナ６ｒに受信されて位相遅れ測定回路１３に導入される。
【００１３】
位相遅れ測定回路１３では、図１１に示すように、基準系経路Ｐ１を経由して直接受信するマイクロ波Ｗｏの位相を基準とし、マイクロ波Ｗｏの位相に対して、遅れ検出系経路Ｐ２の被測定流体を通過したマイクロ波Ｗ２の位相遅れθ２が測定され、この位相遅れθ２が濃度演算補正回路１４に送出される。
【００１４】
同様に、位相遅れ測定回路１３では、マイクロ波Ｗｏの位相に対し、被測定流体に代えて基準流体（例、水道水）を用いた際の遅れ検出系経路Ｐ２における当該基準流体を通過したマイクロ波Ｗ１の位相遅れθ１が測定され、この位相遅れθ１が濃度演算補正回路１４に送出される。
【００１５】
次に、濃度演算補正回路１４は、遅れ検出系経路Ｐ２における２つの位相遅れθ２，θ１を比較し、その位相差Δθ＝θ２−θ１を求めて、位相差Δθを信号変換・出力回路１５に送出する。
【００１６】
信号変換・出力回路１５は、この位相差Δθを受けると、次の（１）式の検量線に基づいて、位相差Δθを濃度Ｘに変換し、この濃度Ｘを出力する。
【００１７】
Ｘ＝ＣΔθ        …（１）
但し、Ｃ：検量線の傾き
なお、この検量線は、予め既知濃度Ｘと位相差Δθとの関係に基づいて設定しておいたものである。
【００１８】
以上のようなマイクロ波を用いた濃度計は、光学式とは異なり、開口窓部が不透明でもよいため、気泡や汚れの影響を受け難い利点と、連続的に濃度Ｘを測定可能という利点とを有している。
【００１９】
なお、この利点は、上述した位相差を測定する方式に限らず、周波数変化を測定する方式や信号強度を測定する方式であっても同様である。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、以上のようなマイクロ波を用いた濃度計では、濃度測定の際に、位相の指示が変化したり、測定が不安定となる場合がある。なお、他の方式も同様に、周波数変化が変わったり、信号強度が変化したりして、測定が不安定となる場合がある。
【００２１】
この原因は不明であるが、本発明者の研究によれば、濃度測定の際に、検出用管体１内部の測定環境が変化し、その影響を受けて位相の指示が変化したり、周波数変化や信号強度が変わって、測定が不安定になるものと考えられる。なお、測定環境の一例としては、検出用管体１の底部における被測定物質（汚泥等）の堆積度合い等が挙げられる。
【００２２】
本発明は上記実情を考慮してなされたもので、マイクロ波の指向性を制御でき、検出用管体内の測定環境の変化に影響されにくく、測定の安定性を向上し得る濃度計を提供することを目的とする。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、被測定物質を含む被測定流体を流すための検出用管体と、この検出用管体の管壁に形成された送信用及び受信用の開口窓部と、この送信用の開口窓部から前記検出用管体の内側にマイクロ波を送信する送信系と、前記送信系により送信されたマイクロ波を受信用の開口窓部から受信する受信系とを備え、前記受信系に受信されたマイクロ波の電気的特性を測定することにより、前記被測定流体の濃度を測定する濃度計を適用対象としている。
【００２４】
ここで、本発明は、この種の濃度計であって、前記検出用管体の内側で且つ前記開口窓部の周辺に設けられ、前記マイクロ波の伝搬を遮蔽しつつ導き、当該マイクロ波の指向性を制御する金属製の導波体を備えた構造となっている。
【００２５】
また、前記導波体は、前記開口窓部の一部分又は前記開口窓部の全周を囲んだ形状を有していてもよい。なお、導波体は、開口窓部の一部分が短いときには、円弧形状又は平板形状のいずれにも形成可能となっている。
【００２６】
また、前記電気的特性として、（i）前記受信されたマイクロ波の位相差、（ii）前記受信されたマイクロ波の周波数変化、あるいは（iii）前記受信されたマイクロ波の信号強度、のいずれを測定してもよい。
【００２７】
（作用）
本発明は以上のような手段を講じたことにより、検出用管体の内側で且つ開口窓部の周辺に設けられ、マイクロ波の伝搬を遮蔽しつつ導き、マイクロ波の指向性を制御する金属製の導波体を備えたので、マイクロ波の指向性を制御でき、検出用管体内の測定環境の変化に影響されにくく、測定の安定性を向上させることができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の各実施形態について図面を参照して説明する。
（第１の実施形態）
図１（ａ）は本発明の第１の実施形態に係る濃度計の検出用管体における送信アンテナ及び／又は受信アンテナの設置部分の断面構成を示す模式図であり、図１（ｂ）は係る設置部分を検出用管体内側から見た構成を示す模式図であって、図９及び図１０と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明を省略し、ここでは異なる部分について主に述べる。なお、図９に示した全体構成は本実施形態及び以下の各実施形態においても適用される。また、以下の各実施形態も同様に符号を共通化して重複した説明を省略する。
【００２９】
すなわち、本実施形態は、被測定物質の堆積といった測定環境の変化の影響を排除し、測定の安定性の向上を図るものであり、具体的には、検出用管体１の内側で且つ開口窓部２ｓ，２ｒの周辺に設けられ、マイクロ波Ｗ１，Ｗ２の伝搬を遮蔽しつつ導き、当該マイクロ波Ｗ１，Ｗ２の指向性を制御する導波体としての導電性の覆い２１ｓ，２１ｒを備えている。
【００３０】
ここで、覆い２１ｓ，２１ｒは、金属製であり、開口窓部２ｓ，２ｒの周辺下側を囲んで取付けられ、マイクロ波Ｗ１，Ｗ２の反射方向を一様にする観点から上面が平板状に形成され、被測定流体の流れを抑制しない観点から下面が流線形状を有している。
【００３１】
覆い２１ｓ，２１ｒの長さＬは、マイクロ波Ｗ１，Ｗ２の伝搬方向に沿った長さであり、マイクロ波Ｗ１，Ｗ２の波長λ以上の値に設計されている。ここで、覆い２１ｓ，２１ｒの長さＬの上限は、検出用管体１の口径等といった寸法上の制約や、コスト等の制約により定められる。
【００３２】
また、覆い２１ｓ，２１ｒの幅は、開口窓部２ｓ，２ｒの直径以上であれば任意に設定可能であり、ここでは、気密用シールパッキン３ｓ，３ｒの直径とほぼ同じ値としている。なお、これら覆い２１ｓ，２１ｒの長さＬ及び幅の条件は、以下の各実施形態でも同様である。
【００３３】
次に、以上のように構成された濃度計の動作を図２を用いて説明する。
なお、濃度測定の全体の流れは前述した通りであるので、ここでは、被測定流体の被測定物質が堆積した場合について主に述べる。
図２は検出用管体１の内部に汚泥等が堆積した状態を示している。なお、図示するように、覆い２１ｓ，２１ｒは送信系と受信系の両者に設けられるが、いずれか一方の覆い２１ｓ，２１ｒを省略してもよく、これは以下の各実施形態も同様である。
【００３４】
さて、送信アンテナ６ｓから入射したマイクロ波Ｗ２は、主に、受信アンテナ６ｒへの最短経路である第１の伝搬経路Ｐ２ａを通過する。但し、マイクロ波Ｗ２は広がりを持って伝搬する。このため、本発明の覆い２１ｓ，２１ｒが無い場合、マイクロ波Ｗ２の一部は、広がりを持った第２の伝搬経路Ｐ２ｂで示すように、汚泥等の界面ＩＦで反射され、その反射波として受信アンテナ６ｒに受信される。
【００３５】
しかしながら、実施形態では、覆い２１ｓ，２１ｒを設けたので、マイクロ波Ｗ２の第２の伝搬経路Ｐ２ｂを遮断することができる。
【００３６】
図３は覆い２１ｓ，２１ｒを付けた本発明の場合と、覆いを付けない従来の場合とのマイクロ波受信感度の測定例を比較して示す特性図である。なお、図３の横軸に示す「角度」は図２に示したマイクロ波Ｗ２の第１の伝搬経路Ｐ２ａを基準（０度）としたときの第２の伝搬経路Ｐ２ｂの広がり角度αを示している。なお、広がり角度αは、マイクロ波の指向性により決められる角度で、０〜４５度の範囲の値をとる。
【００３７】
また、縦軸に示す「影響度」は、被測定流体中に堆積物の無い安定な測定状態を基準信号とし、堆積物の有る不安定な測定状態を測定信号としたときの、基準信号に対する測定信号の変化の割合を示したものである。ここで、堆積物としては、界面ＩＦに相当する金属板が各角度に相当する高さに積層されている。例えば、角度０度は、広がり角度αを０度とするように、金属板が開口窓部２ｓ，２ｒの下縁まで積層された時の測定状態に対応し、角度４５度は、広がり角度αを４５度とするように、金属板が無い測定状態に対応している。また、縦軸の上方ほど信号変化が大、すなわち影響を受け易く、下方ほど信号変化が小で影響を受け難いことを示す。なお、信号変化は位相遅れθの変化である。
【００３８】
図示するように、本発明の覆い２１ｓ，２１ｒを設けた場合には、広がり角度αが大きいときの第２の伝搬経路Ｐ２ｂが遮蔽されるようになり、界面ＩＦからの影響度が急激に低下することが分かる。
【００３９】
すなわち、本発明に係る覆い２１ｓ，２１ｒにより、マイクロ波Ｗ２の第１の伝搬経路Ｐ２ａから外れた第２の伝搬経路Ｐ２ｂによる干渉等の影響を小さくさせ、マイクロ波Ｗ２の指向性を狭めることができる。
【００４０】
従って、汚泥等の堆積により検出用管体１の内部状況が変化しても、堆積部分の影響を受けず、測定の安定性を向上させることができる。
【００４１】
上述したように本実施形態によれば、検出用管体１内の測定環境が変化しても、その影響を受け難くなり、測定の安定性を向上させることができる。
特に、開口窓部の周辺下側に覆い２１ｓ，２１ｒを設けたので、汚泥の堆積度合い等といった管体１内下側の測定環境の変化の影響を受け難くすることができる。
【００４２】
（第２の実施形態）
図４（ａ）は本発明の第２の実施形態に係る濃度計の検出用管体における送信アンテナ及び／又は受信アンテナの設置部分の断面構成を示す模式図であり、図４（ｂ）は係る設置部分を検出用管体内側から見た構成を示す模式図である。
【００４３】
すなわち、本実施形態は、第１の実施形態の変形例であり、マイクロ波の上側の指向性を狭めるものであって、覆い２１ｓ，２１ｒに代えて、開口窓部２ｓ，２ｒの周辺上側を囲んだ金属製の覆い２２ｓ，２２ｒを備えている。
【００４４】
ここで、覆い２２ｓ，２２ｒは、前述同様に、マイクロ波Ｗ１，Ｗ２の反射方向を一様にする観点から下面が平板状に形成され、被測定流体の流れを抑制しない観点から上面が流線形状を有している。
【００４５】
以上のような構成により、開口窓部の周辺上側に覆い２２ｓ，２２ｒを設けたので、送信及び受信アンテナ６ｓ，６ｒより上側が非満水状態であったり、気泡が存在するといった管体内上側の測定環境の変化があっても、それらの影響を受け難くなり、測定の安定性を向上させることができる。
【００４６】
（第３の実施形態）
図５（ａ）は本発明の第３の実施形態に係る濃度計の検出用管体における送信アンテナ及び／又は受信アンテナの設置部分の断面構成を示す模式図であり、図５（ｂ）は係る設置部分を検出用管体内側から見た構成を示す模式図である。
【００４７】
すなわち、本実施形態は、第１及び第２の実施形態の組合せ例であり、マイクロ波の上側及び下側の指向性を狭めるものであって、前述した覆い２１ｓ，２１ｒと覆い２２ｓ，２２ｒとを備えている。
【００４８】
以上のような構成により、マイクロ波の上側及び下側の指向性を狭めることができ、第１及び第２の実施形態の効果を同時に得ることができる。
【００４９】
（第４の実施形態）
図６（ａ）は本発明の第４の実施形態に係る濃度計の検出用管体における送信アンテナ及び／又は受信アンテナの設置部分の断面構成を示す模式図であり、図６（ｂ）は係る設置部分を検出用管体内側から見た構成を示す模式図である。
【００５０】
すなわち、本実施形態は、第１の実施形態の変形例であり、マイクロ波の上側及び水平側の指向性を狭めるものであって、覆い２１ｓ，２１ｒに代えて、開口窓部２ｓ，２ｒの周辺３６０度のうち、下側１２０度を除く、上側から水平側にかけての２４０度の範囲に金属製の覆い２３ｓ，２３ｒを備えている。
【００５１】
以上のような構成により、マイクロ波の上側及び水平側の指向性を狭めることができ、上側及び水平側において、検出用管体１内の測定環境が変化しても、その影響を受け難くなり、測定の安定性を向上させることができる。
【００５２】
また、開口窓部２ｓ，２ｒを囲っているため、開口窓部２ｓ，２ｒへのゴミなどの付着を抑制することができる。
【００５３】
（第５の実施形態）
図７（ａ）は本発明の第５の実施形態に係る濃度計の検出用管体における送信アンテナ及び／又は受信アンテナの設置部分の断面構成を示す模式図であり、図７（ｂ）は係る設置部分を検出用管体内側から見た構成を示す模式図である。
【００５４】
すなわち、本実施形態は、第１の実施形態の変形例であり、マイクロ波の全周方向の指向性を狭めるものであって、覆い２１ｓ，２１ｒに代えて、開口窓部２ｓ，２ｒの周辺３６０度の全周に金属製の覆い２４ｓ，２４ｒを備えている。
【００５５】
ここで、覆い２４ｓ，２４ｒは、開口窓部２ｓ，２ｒの全周を囲んだ円筒が開口窓部２ｓ，２ｒへの垂線に対して広がり角度αを有するように形成された円錐形状の筒部材で構成されている。
【００５６】
なお、図１１は図１０の特殊な例を示しており、広がり角度α＝０度、すなわち、開口窓部２ｓ，２ｒに対して直角に円筒形状の覆い２５ｓ，２５ｒを取り付けた構成である。
【００５７】
以上のような構成により、広がり角度αに応じてマイクロ波の全周方向の指向性を狭めることができるので、検出用管体１内の測定環境が変化しても、その影響を受け難くなり、測定の安定性を向上させることができる。
また、開口窓部２ｓ，２ｒを囲っているため、開口窓部２ｓ，２ｒへのゴミなどの付着を抑制することができる。
【００５８】
また、本実施形態は、円錐形状を例に挙げたが、純粋な円錐形状に限らず、任意の多角形の角錐形状や任意の放物線形状のように、広がりをもつ筒形状であれば適宜変形しても、同様の効果を得ることができる。
【００５９】
また、本実施形態は、長さＬが一定の円筒形状の覆い２５ｓ，２５ｒについて説明したが、これに限らず、長さＬが変化する斜切円筒を用い、長さＬを例えば下側で長く上側で短くするように、あるいはその逆のようにして、覆いを取り付けてもよい。なお、このように長さＬを変化させる変形例は、他の覆い２３ｓ，２３ｒ，２４ｓ，２４ｒについても同様に実施可能である。但し、これらの場合、長さＬの最小値がマイクロ波の波長λ以上の値である必要がある。
【００６０】
（第６の実施形態）
次に、本発明の第６の実施形態に係る濃度計について図１〜図８を用いて説明する。すなわち、本実施形態は、第１〜第４の実施形態の変形例であり、前述した各実施形態を位相差以外の他の測定方式に拡張するものである。
【００６１】
具体的には、濃度を求める際に測定するマイクロ波の電気特性を、位相差に代えて、ＦＭＣＷ方式のように周波数の変化を測定する方式とした構成となっている。
【００６２】
以上のような構成としても、前述した各実施形態のうち、適用した実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００６３】
なお、本実施形態は、ＦＭＣＷ方式に限らず、マイクロ波の信号強度を測定する方式に拡張するように変形してもよい。具体的には信号強度の減衰を測定する方式などがある。このように変形しても、前述した各実施形態のうち、適用した実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００６４】
（第６の実施形態）
次に、本発明の第６の実施形態に係る濃度計について図１〜図８を用いて説明する。すなわち、本実施形態は、第１〜第５の実施形態の変形例であり、前述した各実施形態を、マイクロ波の反射波を測定する方式に拡張するものである。
【００６５】
具体的には、送信用及び受信用の開口窓部２ｒ，２ｓを同一の窓部とし、送信系と受信系とを時分割で切換える構成となっている。
【００６６】
以上のような構成としても、前述した各実施形態のうち、適用した実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００６７】
（第７の実施形態）
次に、本発明の第７の実施形態に係る濃度計について図１〜図８を用いて説明する。すなわち、本実施形態は、第１〜第６の実施形態の変形例であり、送信アンテナ６ｓ及び受信アンテナ６ｒの取付位置を変更した構成となっている。
【００６８】
具体的には、各アンテナ６ｓ、６ｒの取付位置を、検出用管体１の中心線Ｃ上にある場合に代えて、上記中心線Ｃ上から上側あるいは下側にずらした構成となっている。
【００６９】
以上のような構成によれば、前述した各実施形態のうち、適用した実施形態と同様の効果に加え、各アンテナ６ｓ、６ｒの取付位置をずらした側とは逆側の影響をより一層、受け難くなり、格段に測定の安定性を向上させることができる。
【００７０】
例えば、各アンテナ６ｓ、６ｒの取付位置を上側にずらした状態で、図１に示す構造を実現することにより、下側部分の影響をより一層受け難くなる。
同様に各アンテナ６ｓ、６ｒの取付位置を下側にずらした状態で図４に示す構造を実現することにより、上側部分の影響をより一層受け難くなる。
【００７１】
（第８の実施形態）
次に、本発明の第８の実施形態に係る濃度計について図１〜図８を用いて説明する。すなわち、本実施形態は、第１〜第７の実施形態の変形例であり、本発明の覆い２１ｓ〜２５ｓ，２１ｒ〜２５ｒの形状をそれぞれ変形した構成となっている。
【００７２】
具体的には、覆い２１ｓ〜２５ｓ，２１ｒ〜２５ｒの形状は、流れの抵抗を減らす観点と、ゴミなどの付着を抑制する観点から、図１（ａ）〜図８（ａ）に示した覆い２１ｓ〜２５ｓ，２１ｒ〜２５ｒの先端の外周側の隅部が曲面に形成されている。すなわち、覆い２１ｓ〜２５ｓ，２１ｒ〜２５ｒが面取り加工されている。
【００７３】
以上のような構成によれば、前述した各実施形態のうちの適用した実施形態の効果に加え、覆い２１ｓ〜２５ｓ，２１ｒ〜２５ｒの先端形状が曲面に形成されているので、流れの抵抗を減らすことができる上、ゴミなどの付着を抑制することができる。
【００７４】
また、流れの抵抗を減らす観点と、ゴミなどの付着を抑制する観点から、本実施形態の例に限らず、適宜、本発明の覆い２１ｓ〜２５ｓ，２１ｒ〜２５ｒの形状を変形してもよい。
なお、以上の各実施形態において、適宜、覆い２１ｓ〜２５ｓ，２１ｒ〜２５ｒの表面にテフロンコーティング等の処理を施してもよい。
（第９の実施形態）
次に、本発明の第９の実施形態に係る濃度計について図１〜図８を用いて説明する。すなわち、本実施形態は、第１〜第８の実施形態の変形例であり、本発明の覆い２１ｓ〜２５ｓ，２１ｒ〜２５ｒの形状をそれぞれ変形した構成となっている。
【００７５】
具体的には、送信側の覆い２１ｓ〜２５ｓと受信側の覆い２１ｒ〜２５ｒとが互いに延長されて接続されてなる覆いを、送信側及び受信側の開口窓部２ｓ，２ｒの周辺に取り付けた構成となっている。
【００７６】
以上のような構成としても、前述した各実施形態のうち、適用した実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００７７】
なお、本願発明は、上記各実施形態に限定されるものでなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。例えば覆い２１ｓ〜２５ｓ，２１ｒ〜２５ｒは、それぞれ単一層構造に限らず、異なる材料層を積層させた積層構造であってもよい。
【００７８】
また、各実施形態は可能な限り適宜組み合わせて実施してもよく、その場合、組み合わされた効果が得られる。例えば、送信側と受信側とで互いに異なる形状の覆いを用いてもよい。
【００７９】
さらに、上記各実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成用件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が省略されることで発明が抽出された場合には、その抽出された発明を実施する場合には省略部分が周知慣用技術で適宜補われるものである。
【００８０】
その他、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。
【００８１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、マイクロ波の指向性を制御でき、検出用管体内の測定環境の変化に影響されにくく、測定の安定性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る濃度計の検出用管体における送信アンテナ及び／又は受信アンテナの設置部分の構成を示す模式図
【図２】同実施形態における動作を説明するための検出用管体の内部状態を示す模式図
【図３】同実施形態における本発明と従来とのマイクロ波受信感度の測定例を比較して示す特性図
【図４】本発明の第２の実施形態に係る濃度計の検出用管体における送信アンテナ及び／又は受信アンテナの設置部分の構成を示す模式図
【図５】本発明の第３の実施形態に係る濃度計の検出用管体における送信アンテナ及び／又は受信アンテナの設置部分の構成を示す模式図
【図６】本発明の第４の実施形態に係る濃度計の検出用管体における送信アンテナ及び／又は受信アンテナの設置部分の構成を示す模式図
【図７】本発明の第５の実施形態に係る濃度計の検出用管体における送信アンテナ及び／又は受信アンテナの設置部分の構成を示す模式図
【図８】同実施形態における特殊な場合の送信アンテナ及び／又は受信アンテナの設置部分の構成を示す模式図
【図９】位相差を測定する方式の一般的な濃度計の全体構成例を示す模式図
【図１０】従来のアンテナ設置部分の断面構成を示す模式図
【図１１】一般的な濃度計における位相遅れの測定を説明するための波形図
【符号の説明】
１…検出用管体
２ｓ，２ｒ…開口窓部
３ｓ，３ｒ…気密用シールパッキン
４ｓ，４ｒ…アンテナ取付用板
５ｓ，５ｒ…絶縁物
６ｓ…送信アンテナ
６ｒ…受信アンテナ
１１…マイクロ波発振器
１２…パワースプリッタ
１３…位相遅れ測定回路
１４…濃度演算補正回路
１５…信号変換・出力回路
Ｃ…中心線
Ｐ１…基準系経路
Ｐ２…遅れ検出系経路Ｐ２
Ｗｏ，Ｗ１，Ｗ２…マイクロ波
θ１，θ２…位相遅れ
Δθ…位相差
【図１】
0003730488.tif 000002
【図２】
0003730488.tif 000003
【図３】
0003730488.tif 000004
【図４】
0003730488.tif 000005
【図５】
0003730488.tif 000006
【図６】
0003730488.tif 000007
【図７】
0003730488.tif 000008
【図８】
0003730488.tif 000009
【図９】
0003730488.tif 000010
【図１０】
0003730488.tif 000011
【図１１】
0003730488.tif 000012