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JPH0718819B2 - Microwave moisture analyzer - Google Patents
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JPH0718819B2 - Microwave moisture analyzer - Google Patents

Microwave moisture analyzer

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Publication number
JPH0718819B2
JPH0718819B2 JP63197486A JP19748688A JPH0718819B2 JP H0718819 B2 JPH0718819 B2 JP H0718819B2 JP 63197486 A JP63197486 A JP 63197486A JP 19748688 A JP19748688 A JP 19748688A JP H0718819 B2 JPH0718819 B2 JP H0718819B2
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JP
Japan
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trough
microwave
sample
propagation path
antenna
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JP63197486A
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年治 松下
元志 斉藤
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Kawasaki Kiko Co Ltd
Original Assignee
Kawasaki Kiko Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、試料によるマイクロ波エネルギーの減衰量
を検出して試料の水分を測定する装置に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a device for measuring the moisture content of a sample by detecting the amount of attenuation of microwave energy by the sample.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来から、水分によるマイクロ波の吸収を利用した試料
の水分量、含水率の測定方法、装置は多数発案されてい
る。
Conventionally, many methods and devices for measuring the water content and water content of a sample using the absorption of microwaves by water have been proposed.

本出願人は、最近、例えば特開平1−287450号、特開平
1−301152号、特開平1−312448号として出願した技術
にみられるように、マイクロ波の伝播路の途中に測定域
となる部分をマイクロ波透過率の高い素材で形成してな
るトラフを配し、このトラフを振動して試料を搬送しつ
つ試料によるマイクロ波の減衰量を測定し、もって試料
の水分量または含水率を求めるための装置を開発した。
その後、さらに研究を進めた結果、次のような改善箇所
を発見した。
The applicant of the present invention has a measurement area in the middle of a microwave propagation path, as seen in the technologies recently filed as JP-A-1-287450, JP-A-1-301152, and JP-A-1-312448. A trough made of a material with a high microwave transmittance is placed, and the amount of microwave attenuation by the sample is measured while vibrating this trough and transporting the sample. We have developed a device for seeking.
After that, as a result of further research, the following improvements were discovered.

〔発明が解決しようとする課題〕 マイクロ波の伝播路途中にトラフなり試料なりの誘電体
を挿入すると多かれ少なかれ定在波が生じることが知ら
れている。そして、この定在波の状態は、伝播路中の誘
電体の位置によって異なるため、トラフの振動によりト
ラフ自体や試料の位置が変化すると、それがマイクロ波
のエネルギーの検出値を大きくばらつかせる原因とな
る。もちろん、一定時間の平均をとったり時定数をかけ
たりして検出値を平滑に処理することもできるのである
が、それにしても基になるデータのばらつきはできる限
り小さいほうがよい。
[Problems to be Solved by the Invention] It is known that when a dielectric material such as a trough or a sample is inserted in the microwave propagation path, a standing wave is generated more or less. Since the state of this standing wave varies depending on the position of the dielectric in the propagation path, if the position of the trough itself or the sample changes due to the vibration of the trough, it causes the detected value of microwave energy to vary widely. Cause. Of course, the detected value can be processed smoothly by averaging a certain period of time or multiplying it by a time constant, but the variation of the underlying data should be as small as possible.

第7図は、発信アンテナaと受信アンテナbを距離L
(161mm)だけ離して対向させマイクロ波の伝播路を形
成し、この伝播路をほぼ横断するようにして板厚5mmの
アクリル板cを配置した実験装置である。この装置で9.
4GHzのマイクロ波を発振しつつ、受信ホーンbとアクリ
ル板cの間隔lを2mmずつ移動すると受信ホーンbが受
信したマイクロ波の検出電圧はアクリル板の移動に伴っ
て変化し、第8図にグラフ表示するようになる。なお、
アクリル板cを横断させない状態での検出電圧は1.35V
であり、受信マイクロ波エネルギーの電圧検出のための
回路はマイクロ波エネルギーの減衰量が大きいほど、検
出電圧が高い値を示すようになっている。第8図を見る
と、検出電圧は距離lの増減に伴い約16mm(≒9.4GHzの
マイクロ波の半波長)周期でサインカーブをなしてい
る。なお、本実験では、マイクロ波エネルギーの検出値
として電圧値を用いたが、これが電流値や電力値であっ
ても前記カーブの周期は同じ結果となる。そして、この
カーブの山と谷とでは電圧値に約0.47Vの差が認められ
る。
FIG. 7 shows the distance L between the transmitting antenna a and the receiving antenna b.
This is an experimental device in which a microwave propagation path is formed so as to face each other with a distance of (161 mm), and an acrylic plate c having a plate thickness of 5 mm is arranged so as to substantially cross the propagation path. With this device 9.
When the distance 1 between the receiving horn b and the acrylic plate c is moved by 2 mm while oscillating a microwave of 4 GHz, the detection voltage of the microwave received by the receiving horn b changes with the movement of the acrylic plate. The graph will be displayed. In addition,
The detection voltage is 1.35V without crossing the acrylic plate c.
In the circuit for detecting the voltage of the received microwave energy, the larger the attenuation amount of the microwave energy, the higher the detected voltage. Referring to FIG. 8, the detected voltage has a sine curve with a cycle of about 16 mm (≈half-wavelength of microwave of 9.4 GHz) as the distance 1 increases and decreases. In this experiment, the voltage value was used as the detected value of the microwave energy, but even if it is the current value or the power value, the same cycle cycle results. Then, a difference of about 0.47 V is recognized in the voltage value between the peak and the valley of this curve.

この結果は、前記のアクリル板cを振動コンベヤのトラ
フの底面として利用し、この部分を測定域とした場合
に、仮にトラフの伝播路方向の振幅の範囲が丁度前記カ
ーブの山から谷へ渡るようにトラフが配置された場合
(第8図中に振幅の範囲Aとして例示する)には、トラ
フ上の試料の状態が全く同じでも、受信電圧を取り入れ
る瞬間に振動によりトラフ底面がどの位置にあるかによ
って、検出値に約0.47Vの幅でばらつきが生じることを
示している。
This result indicates that when the acrylic plate c is used as the bottom surface of the trough of the vibration conveyor and this portion is used as the measurement area, the amplitude range of the trough in the propagation path direction extends from the peak to the valley of the curve. When the trough is arranged as shown in the figure (exemplified as the range A of the amplitude in FIG. 8), even if the condition of the sample on the trough is exactly the same, the position of the trough bottom surface due to the vibration at the moment when the received voltage is taken Depending on the existence, it shows that the detected value varies in the range of about 0.47V.

よって、本発明では、送信アンテナと受信アンテナを対
向させてマイクロ波の伝播路を形成し、この伝播路中に
測定域に当たる部分をマイクロ波透過率が高い素材で形
成してなるトラフを配し、このトラフを振動して試料を
搬送しつつ試料によるマイクロ波の減衰量を測定する装
置において、受信されるマイクロ波エネルギーがなるべ
くトラフの振動による影響を受けないようにしたマイク
ロ波による水分測定装置を提供することを目的とする。
Therefore, in the present invention, the transmission antenna and the reception antenna are opposed to each other to form a microwave propagation path, and a trough formed of a material having a high microwave transmittance is disposed in the propagation path in a portion corresponding to the measurement area. , A device for measuring the amount of microwave attenuation by a sample while oscillating this trough while transporting the sample, wherein the microwave energy received is not affected by the vibration of the trough as much as possible. The purpose is to provide.

〔課題を解決するための手段〕[Means for Solving the Problems]

上記目的を達成するために、本発明のマイクロ波による
水分測定装置は、送信アンテナと受信アンテナを対向さ
せてマイクロ波の伝播路を形成し、この伝播路途中に測
定域に当たる部分をマイクロ波透過率が高い素材で形成
してなるトラフを配し、このトラフをマイクロ波の伝播
方向で前後に振動して試料を搬送しつつ試料によるマイ
クロ波の減衰量を測定する装置において、トラフが、そ
の前後振動の中心点を送信アンテナと受信アンテナ間に
発生するマイクロ波の定在波が示すエネルギー強度波形
の山または谷の頂点位置にほぼ一致させて配置され、そ
の振幅が使用マイクロ波の1/4波長以下にされているこ
とを特徴とする。
In order to achieve the above object, the microwave moisture measuring apparatus of the present invention forms a microwave propagation path by facing a transmitting antenna and a receiving antenna, and transmits a microwave through a portion corresponding to the measurement area in the propagation path. In a device that arranges a trough formed of a material having a high rate, oscillates the trough back and forth in the direction of microwave propagation, and measures the amount of microwave attenuation by the sample while transporting the sample, the trough The center point of the longitudinal vibration is arranged so as to almost coincide with the peak position of the peak or trough of the energy intensity waveform indicated by the standing wave of the microwave generated between the transmitting antenna and the receiving antenna, and its amplitude is 1/1 of the microwave used. It is characterized by being set to 4 wavelengths or less.

〔作用〕[Action]

本発明において、マイクロ波の減衰量の測定を行うに
は、送信アンテナから受信アンテナへマイクロ波を伝播
し、一方、トラフを振動させて試料をマイクロ波の伝播
路中に搬送する。すると、マイクロ波は試料が含有する
水分量にほぼ比例して減衰を受ける。この際にトラフ及
び試料は、マイクロ波の伝播路を伝播方向に振動してい
るため、受信マイクロ波のエネルギーの値はその振動の
影響を受けて揺れているが、その揺れ幅はわずかであ
る。
In the present invention, in order to measure the amount of microwave attenuation, the microwave is propagated from the transmitting antenna to the receiving antenna, while the trough is vibrated to convey the sample into the microwave propagation path. Then, the microwave is attenuated almost in proportion to the amount of water contained in the sample. At this time, since the trough and the sample vibrate in the propagation direction of the microwave in the propagation direction, the energy value of the received microwave fluctuates under the influence of the vibration, but the fluctuation width is slight. .

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明装置を第1図乃至第3図に示す第1実施例
に基づいて説明する。
Hereinafter, the device of the present invention will be described based on the first embodiment shown in FIGS.

1はトラフであって、一例として全体を板厚5mmのアク
リル板で形成している。トラフ1は板バネ2によって中
空枠3に支架され、トラフ1の搬送面1′は水平面に平
行である。板バネ2と垂直方向が成す角αは30度であ
る。中空枠3はマイクロ波の伝播路の主要部分に当たる
部分を切り欠き、マイクロ波の伝播を阻害しないように
なっている。トラフ1の一端には、トラフ1に振動を与
えるために、一例として、バイブレータ4が連結され
る。バイブレータ4は駆動バネ5と、駆動バネを周期的
に往復させる偏心軸6と、偏心軸6を回転させる傘歯車
7、7′と、傘歯車7′を先端に取りつけた出力端を持
つモータ8とからなる。偏心軸6の回転数は例えば500r
pmとされる。駆動バネ5と水平方向が成す角α′はやは
り30度である。偏心軸6は回転の中心から5mm偏心して
いるため、トラフ1は駆動バネの長さ方向に10mmの範囲
で振動する。よって、トラフ1の振動の上下方向の振幅
Bは10mm×sin30°=5mmとなる。15は試料の供給部であ
る。
Reference numeral 1 is a trough, and as an example, the whole is formed of an acrylic plate having a plate thickness of 5 mm. The trough 1 is supported on a hollow frame 3 by a leaf spring 2, and a transport surface 1'of the trough 1 is parallel to a horizontal plane. The angle α formed by the leaf spring 2 and the vertical direction is 30 degrees. The hollow frame 3 is formed by cutting out a portion corresponding to a main portion of a microwave propagation path so as not to obstruct the propagation of microwaves. As an example, a vibrator 4 is connected to one end of the trough 1 to apply vibration to the trough 1. The vibrator 4 includes a drive spring 5, an eccentric shaft 6 for periodically reciprocating the drive spring, bevel gears 7 and 7'for rotating the eccentric shaft 6, and a motor 8 having an output end having the bevel gear 7'attached at its tip. Consists of. The rotation speed of the eccentric shaft 6 is, for example, 500r
pm. The angle α ′ formed by the drive spring 5 and the horizontal direction is also 30 degrees. Since the eccentric shaft 6 is eccentric by 5 mm from the center of rotation, the trough 1 vibrates in the range of 10 mm in the length direction of the drive spring. Therefore, the vertical amplitude B of the vibration of the trough 1 is 10 mm × sin 30 ° = 5 mm. Reference numeral 15 is a sample supply unit.

トラフ1の上下には、マイクロ波の送信アンテナ9と受
信アンテナ10が配設される。この際に、送信アンテナ9
と受信アンテナ10、及びトラフ1の位置関係が重要であ
る。本実施例では、アンテナ9、10間を第4図と同様の
161mmとし、トラフ1をその上下方向の振幅が第8図に
振幅の範囲Bで示す位置になるように配置する。すなわ
ち、トラフのマイクロ波伝播路方向の振幅を、トラフに
材料を載せない状態においてトラフをマイクロ波の伝播
路方向で前後移動した際に受信アンテナが受信するマイ
クロ波エネルギーが成すカーブの周期(定在波の周期…
約16mm)よりも短い5mmにするととともに、トラフの伝
播路方向の振幅の範囲が前記カーブの山のみを含み、さ
らにこの山が前記振幅の範囲のほぼ中央に位置するよう
に、すなわち、トラフは、その前後振動の中心点を、送
信アンテナと受信アンテナ間に発生するマイクロ波の定
在波が示すエネルギー強度波形の山または谷の頂点位置
にほぼ一致させ、その振幅を使用マイクロ波の1/4波長
以下にして、配置されている。よって、振動によるトラ
フ1の位置の変化に起因する測定値のばらつきの幅は約
0.1Vと少ない。なお、マイクロ波が検出値に与える影響
から見れば、前記振幅の範囲は実質的に半分になったの
と同様である。
A microwave transmitting antenna 9 and a microwave receiving antenna 10 are arranged above and below the trough 1. At this time, the transmitting antenna 9
The positional relationship between the receiving antenna 10 and the trough 1 is important. In this embodiment, the same distance between the antennas 9 and 10 as in FIG.
161 mm, and the trough 1 is arranged so that the vertical amplitude thereof is in the position shown by the amplitude range B in FIG. That is, the amplitude of the trough in the microwave propagation path direction is defined as the cycle of the curve (constant of the constant formed by the microwave energy received by the receiving antenna when the trough is moved back and forth in the microwave propagation path direction with no material placed on the trough. Period of standing waves ...
16 mm), and the range of the amplitude of the trough in the propagation path direction includes only the peak of the curve, and this peak is located approximately in the center of the range of amplitude, that is, the trough is , The center point of the front-back vibration is made to almost coincide with the peak position of the peak or trough of the energy intensity waveform indicated by the standing wave of the microwave generated between the transmitting antenna and the receiving antenna, and its amplitude is 1 / of the used microwave. It is arranged with 4 wavelengths or less. Therefore, the range of variation in measured values due to the change in the position of the trough 1 due to vibration is about
As low as 0.1V. It should be noted that the range of the amplitude is substantially halved in view of the influence of the microwave on the detected value.

送信アンテナ9には、マイクロ波の発振器11が接続さ
れ、電源回路12からの電力で9.4GHzのマイクロ波(波長
32mm)を発振する。受信アンテナ10には、受信器13が接
続され、受信されたマイクロ波エネルギーの検出値は、
受信電圧として検出値処理装置14に伝達される。
A microwave oscillator 11 is connected to the transmitting antenna 9, and electric power from the power supply circuit 12 causes microwaves of 9.4 GHz (wavelength).
32mm) oscillates. A receiver 13 is connected to the receiving antenna 10, and the detected value of the received microwave energy is
The received voltage is transmitted to the detected value processing device 14.

本実施例装置により試料の水分量を測定する際には次の
ように行う。
The measurement of the water content of the sample by the apparatus of this embodiment is performed as follows.

バイブレータ4を作動してトラフ1を振動させるととも
に、送信アンテナより9.4GHzのマイクロ波を発振する。
マイクロ波は、トラフ1により若干の減衰、反射を受
け、その後、受信アンテナ10を介して受信器13に受信さ
れ、受信マイクロ波エネルギーは検出値mとして次々に
検出値処理装置14に送られる。通常、トラフ1の振動数
が50回/秒(偏心軸6の500rpmに相当する)であると一
回の振動期間に6個の検出値mを得られる。検出値処理
装置14では、この値を一定時間蓄積し、平均を算出し
て、その平均値を基準値M0とする。この時点では、まだ
試料はトラフ1上に供給されていない。
The vibrator 4 is activated to vibrate the trough 1, and a 9.4 GHz microwave is oscillated from the transmitting antenna.
The microwave is slightly attenuated and reflected by the trough 1, and then received by the receiver 13 via the receiving antenna 10, and the received microwave energy is sent to the detected value processing device 14 one after another as the detected value m. Normally, if the frequency of the trough 1 is 50 times / second (corresponding to 500 rpm of the eccentric shaft 6), six detection values m can be obtained during one vibration period. The detection value processing device 14 accumulates this value for a certain period of time, calculates the average, and sets the average value as the reference value M0. At this point the sample has not yet been loaded onto the trough 1.

次に試料の供給口15からトラフ1上に試料を供給する。
試料は、粉粒体、薄片体等、トラフ輸送に適したものな
ら、なんでもかまわないが、例えば、砂利、茶葉、煙
草、米等があげられる。
Next, the sample is supplied onto the trough 1 from the sample supply port 15.
The sample may be any material suitable for trough transportation, such as powder or granules and flakes, and examples thereof include gravel, tea leaves, tobacco and rice.

試料はトラフ1の振動を受けて、トラフ上に広がりつつ
搬送される。この場合に、試料が水分を多量に含むもの
であると、試料同士が互いに付着し、その結果として、
検出値に影響を与えることが考えられるが、トラフ1の
振動によりそのような不具合は少なく、試料はマイクロ
波の伝播路を平均的に横切っていく。
The sample receives the vibration of the trough 1 and is transported while spreading on the trough. In this case, if the sample contains a large amount of water, the samples adhere to each other, and as a result,
Although it may be possible to affect the detected value, such a problem is small due to the vibration of the trough 1, and the sample traverses the microwave propagation path on average.

試料の含有水分によって減衰を受けたマイクロ波は、受
信器13に受信されて、そのエネルギーは検出値mとし
て、次々に検出値処理装置に送られる。検出値処理装置
14では、この受信電圧を一定時間蓄積し、平均を算出し
て、その値を測定値M1とする。そして、前記基準値M0と
検出値M1の差、すなわち試料によるマイクロ波エネルギ
ーの減衰量を算出し、既知の減衰量と水分量の関係式か
ら、試料の水分量を求めるのである。検出値処理装置が
求めた試料の水分値は、水分量表示や産業機器の制御に
利用される。
The microwaves attenuated by the water content of the sample are received by the receiver 13, and the energy thereof is sent to the detection value processing device one after another as the detection value m. Detection value processing device
At 14, the received voltage is accumulated for a certain period of time, the average is calculated, and the value is set as the measured value M1. Then, the difference between the reference value M0 and the detected value M1, that is, the attenuation amount of the microwave energy due to the sample is calculated, and the water content of the sample is obtained from the relational expression of the known attenuation amount and water content. The water content of the sample obtained by the detection value processing device is used for displaying the water content and controlling the industrial equipment.

次に第4図乃至第6図に示す第2実施例を説明する。Next, a second embodiment shown in FIGS. 4 to 6 will be described.

送信アンテナ16と受信アンテナ17は、適宜の間隔を持っ
て対向させる。送信アンテナ16には、マイクロ波の発振
器18、電源回路19が接続され、24GHzのマイクロ波(波
長12.5mm)を発振する。受信アンテナ17には受信器20、
検出値処理装置21が接続される。
The transmitting antenna 16 and the receiving antenna 17 are opposed to each other with an appropriate gap. A microwave oscillator 18 and a power supply circuit 19 are connected to the transmitting antenna 16 and oscillate a microwave of 24 GHz (wavelength 12.5 mm). The receiving antenna 17 has a receiver 20,
The detection value processing device 21 is connected.

22はトラフであって全体が板厚1mmのポリプロピレンで
形成され、中空枠23に板バネ24によって支持されてい
る。トラフ22の底面は、試料搬送方向に傾斜するととも
に、試料搬送方向中央を最深部とすべく両側が中心に向
けて傾斜しており、また、測定域に当たる部分には切欠
孔25が設けられ、この切欠孔25には、発砲スチロールの
板26が試料の搬送を阻害しないように嵌めこまれてい
る。発砲スチロールはマイクロ波透過率が非常に高い材
料である。なお、アクリル板もマイクロ波透過率が高い
ものであり、第1実施例では、特別に測定域を異なった
材質で構成しなかった。
A trough 22 is formed of polypropylene having a plate thickness of 1 mm, and is supported by a hollow frame 23 by a plate spring 24. The bottom surface of the trough 22 is inclined in the sample transfer direction, and both sides are inclined toward the center so that the center of the sample transfer direction is the deepest part, and a cutout hole 25 is provided in the portion corresponding to the measurement area. A plate 26 of expanded polystyrene is fitted in the notch hole 25 so as not to hinder the transport of the sample. Foamed polystyrene is a material with a very high microwave transmission. Note that the acrylic plate also has a high microwave transmittance, and in the first embodiment, the measurement area was not specially made of different materials.

板バネ24が垂直方向と成す角θは25度であり、駆動バネ
27が水平方向と成す角θ′も25度である。駆動バネ27
は、図中矢印の方向へ往復運動し、その振幅は6mmであ
る。よって、トラフ22のマイクロ波伝播路方向への振幅
は、6mm×sin25°≒2.5mmである。
The angle θ formed by the leaf spring 24 with the vertical direction is 25 degrees.
The angle θ ′ formed by 27 with the horizontal direction is also 25 degrees. Drive spring 27
Reciprocates in the direction of the arrow in the figure, and its amplitude is 6 mm. Therefore, the amplitude of the trough 22 in the microwave propagation path direction is 6 mm × sin 25 ° ≈2.5 mm.

中空枠23はロードセル28にて支架されており、ロードセ
ル28は、中空枠23とともにトラフ1その他の部材の全体
重量を測定し、その結果を検出値処理装置21に送る。29
は試料の供給部である。
The hollow frame 23 is supported by a load cell 28, and the load cell 28 measures the total weight of the trough 1 and other members together with the hollow frame 23, and sends the result to the detection value processing device 21. 29
Is a sample supply unit.

第2実施例において、アンテナ16、17間のトラフ22の位
置は、次のように決定される。まず、実際の測定の際に
トラフ22上を流れる試料の平均的な量を予め求め、その
量の試料をトラフ1上に載置した状態で、トラフ22をマ
イクロ波伝播路方向にゆっくり上下し、その際に受信マ
イクロ波エネルギーが示すサインカーブを求める。そし
て、そのカーブの山または谷のいずれか一方のみをトラ
フの伝播路方向の振幅の範囲が含むようにトラフの位置
を設定する。第2実施例の場合、マイクロ波の波長は約
12.5mmなので、前記カーブは約6.3mmの周期で増減す
る。そして、このカーブの山又は谷の位置を求め、トラ
フ22のマイクロ波伝播路方向の振幅の範囲(2.5mm)が
前記山又は谷のいずれか一方を中心として前後に配置さ
れるようにトラフ22が配置される。
In the second embodiment, the position of the trough 22 between the antennas 16 and 17 is determined as follows. First, in the actual measurement, the average amount of the sample flowing on the trough 22 is obtained in advance, and with the amount of the sample placed on the trough 1, the trough 22 is slowly moved up and down in the microwave propagation path direction. At that time, the sine curve indicated by the received microwave energy is obtained. Then, the trough position is set so that the range of the amplitude of the trough in the propagation path direction includes only one of the peak and the valley of the curve. In the case of the second embodiment, the microwave wavelength is about
Since it is 12.5 mm, the curve increases and decreases in a cycle of about 6.3 mm. Then, the position of the peak or the valley of this curve is obtained, and the trough 22 is arranged so that the range of the amplitude (2.5 mm) of the trough 22 in the microwave propagation path direction is arranged in the front and rear with one of the peak and the valley as the center. Are placed.

第2実施例では、試料によるマイクロ波の減衰量ととも
に試料の重量も測定しているため、試料が含有する水分
の量だけでなく、試料の含水率をも測定することが可能
であり、水分量を測定する場合には試料重量は測定精度
を高めるための補正因子とすることも可能である。ここ
では、第2実施例装置によって試料の含水率を測定する
方法について説明する。
In the second example, since the weight of the sample is measured together with the amount of microwave attenuation by the sample, it is possible to measure not only the amount of water contained in the sample but also the water content of the sample. When measuring the amount, the sample weight can be used as a correction factor for improving the measurement accuracy. Here, a method of measuring the water content of the sample by the apparatus of the second embodiment will be described.

トラフ22を振動させるとともに、送信アンテナより24GH
zのマイクロ波を発振し、供給部29より試料を供給す
る。マイクロ波は、トラフ22上を流れる試料によって減
衰され、受信アンテナ17を介して受信器20に受信され、
受信マイクロ波エネルギーは検出値mとして次々に検出
値処理装置21に送られる。ロードセル28は検出した重量
を検出値wとして次々に検出値処理装置21に送る。検出
値処理装置21では、これらの検出値m,wをそれぞれ一定
時間蓄積し、それぞれの平均を算出して測定値M1,W1と
する。一方、試料がトラフ22上に載っていない時の受信
マイクロ波エネルギーの検出値の平均値、及び、ロード
セル28の検出値の平均値は、第1実施例と同様の手順に
よって、それぞれ基準値M0,W0として、検出値処理装置2
1に記憶されている。そして、検出値処理装置21内で
は、これら値(M0,M1,W0,W1)と含水率の関係式から、
試料の含水率を算出する。この関係式の一例として下式
があげられる。
Vibration of trough 22 and 24GH from transmitting antenna
The microwave of z is oscillated and the sample is supplied from the supply unit 29. The microwave is attenuated by the sample flowing on the trough 22, and is received by the receiver 20 via the receiving antenna 17,
The received microwave energy is sent to the detection value processing device 21 one after another as the detection value m. The load cell 28 sends the detected weight as the detected value w to the detected value processing device 21 one after another. In the detection value processing device 21, these detection values m and w are accumulated for a certain period of time, and their averages are calculated to obtain measured values M1 and W1. On the other hand, the average value of the detected values of the received microwave energy when the sample is not placed on the trough 22 and the average value of the detected values of the load cell 28 are respectively the reference value M0 by the same procedure as in the first embodiment. , W0, the detected value processing device 2
Remembered in 1. Then, in the detection value processing device 21, from these values (M0, M1, W0, W1) and the relational expression of the water content,
Calculate the water content of the sample. An example of this relational expression is the following expression.

含水率=a*(M0−M1)/(W1−W0)+b ただし、a,bは実験によって求まる定数である。Moisture content = a * (M0-M1) / (W1-W0) + b where a and b are constants obtained by experiments.

なお、トラフの位置を決定する際に基になるカーブを、
第1実施例では、トラフに材料を載せない状態において
トラフを伝播路方向に前後移動して求めているのに対
し、第2実施例においては、測定時における平均的な量
の試料をトラフ上に載せた状態においてトラフを伝播路
方向に前後移動して求めている。どちらの方法を採るか
は、適宜選択すればよいのであるが、例えば、トラフの
測定域の反射が比較的大きいもの、試料の反射が比較的
小さいもの、測定時に流れる試料の量が不安で平均値が
求めにくいものは前者、トラフの測定域の反射が比較的
小さいもの、試料の反射が比較的大きいもの、測定時に
試料が平均的に流れるものは後者を選択すればよい。
In addition, the curve that becomes the basis when determining the position of the trough,
In the first embodiment, the trough is obtained by moving the trough back and forth in the propagation path direction while the material is not placed on the trough, whereas in the second embodiment, an average amount of the sample at the time of measurement is placed on the trough. The trough is moved back and forth in the direction of the propagation path in the state of being mounted on. Which method should be adopted may be appropriately selected.For example, the one in which the reflection in the measurement area of the trough is relatively large, the one in which the sample reflection is relatively small, and the amount of the sample flowing at the time of measurement is uncertain The former may be selected for which a value is difficult to obtain, the latter may be selected because the reflection in the measurement area of the trough is relatively small, the sample may be relatively reflected in the measurement area, or the latter may be selected if the sample flows uniformly during measurement.

なお、第1、第2実施例は、送受信アンテナとして、電
磁ホーンを用いたものであるが、その他にもスロット、
パラボラアンテナ等種々のアンテナを利用できる。ま
た、アンテナに限らず、トラフ、バイブレータ、発振
器、受信器その他の部材も、必要に応じて様々なものが
選択できる。
In the first and second embodiments, an electromagnetic horn is used as a transmitting / receiving antenna, but in addition, a slot,
Various antennas such as a parabolic antenna can be used. Further, not only the antenna but also various members such as trough, vibrator, oscillator, receiver and the like can be selected as required.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明のマイクロ波による水分測定装置によれば、トラ
フ及び試料が振動することによる受信マイクロ波エネル
ギーの変動が少なく精度においてバラツキの少ない検出
値を得られる。これにより、精度の高い試料の水分測定
が可能である。
According to the microwave moisture measuring apparatus of the present invention, it is possible to obtain a detection value with little fluctuation in the received microwave energy due to the vibration of the trough and the sample, and the variation in accuracy. As a result, it is possible to measure the water content of the sample with high accuracy.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図乃至第3図は、本発明の第1実施例を示し、第1
図は一部破断側面、第2図は正面図、第3図はトラフの
振幅を説明するための簡略正面図である。第4図乃至第
6図は、本発明の第2実施例を示し、第4図は正面図、
第5図は一部断面図、第6図はトラフの平面図である。
第7図は実験装置、第8図は実験結果を示す。 1、22…トラフ、9、16…送信アンテナ、10、17…受信
アンテナ、11、18…発振器、12、19…電源回路、13、20
…受信器、14、21…検出値処理装置
FIGS. 1 to 3 show a first embodiment of the present invention.
The figure is a partially broken side view, FIG. 2 is a front view, and FIG. 3 is a simplified front view for explaining the amplitude of the trough. 4 to 6 show a second embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a front view,
FIG. 5 is a partial sectional view, and FIG. 6 is a plan view of the trough.
FIG. 7 shows the experimental apparatus, and FIG. 8 shows the experimental results. 1, 22 ... Trough, 9,16 ... Transmission antenna, 10,17 ... Reception antenna, 11,18 ... Oscillator, 12,19 ... Power supply circuit, 13,20
... Receiver, 14, 21 ... Detection value processing device

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】送信アンテナと受信アンテナを対向させて
マイクロ波の伝播路を形成し、この伝播路途中に測定域
に当たる部分をマイクロ波透過率が高い素材で形成して
なるトラフを配し、このトラフをマイクロ波の伝播方向
で前後に振動して試料を搬送しつつ、試料によるマイク
ロ波の減衰量を測定する装置において、トラフがその前
後振動の中心点を、送信アンテナと受信アンテナ間に発
生するマイクロ波の定在波が示すエネルギー強度波形の
山または谷の頂点位置にほぼ一致させて配置され、その
振幅が使用マイクロ波の1/4波長以下にされていること
を特徴としたマイクロ波による水分測定装置。
1. A microwave propagation path is formed by making a transmission antenna and a reception antenna face each other, and a trough formed of a material having a high microwave transmittance is disposed in the propagation path along a portion corresponding to the measurement area. In a device that measures the amount of microwave attenuation by the sample while transporting the sample by vibrating the trough back and forth in the direction of microwave propagation, the trough sets the center point of the front-back vibration between the transmitting antenna and the receiving antenna. Microwaves that are arranged so as to almost coincide with the peaks or troughs of the energy intensity waveform indicated by the standing wave of the generated microwaves, and that their amplitude is 1/4 wavelength or less of the microwave used. Wave moisture analyzer.
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