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界面検出装置及び界面検出方法 コモンズ 新技術説明会 外国出願あり

国内特許コード P05A007625
整理番号 ShIP‐Z402
掲載日 2005年10月20日
出願番号 特願2004-011147
公開番号 特開2005-201875
登録番号 特許第4505629号
出願日 平成16年1月19日(2004.1.19)
公開日 平成17年7月28日(2005.7.28)
登録日 平成22年5月14日(2010.5.14)
発明者
  • 岡村 静致
出願人
  • 学校法人静岡大学
発明の名称 界面検出装置及び界面検出方法 コモンズ 新技術説明会 外国出願あり
発明の概要

【課題】 物質の境界を、非接触に検知できる界面検出装置や界面検出方法を提供する。
【解決手段】 被測定対象(34,35,41,42)に、電磁波を照射する電磁波照射手段(11,14,31)と、被測定対象を透過した電磁波を検出する電磁波検出手段(32,15,12)と、物質の界面と電磁波検出手段(32,15,12)との相対的位置を変化させる位置移動機構(45,46)とを備える。電磁波照射手段は、発信機11と放射用アンテナ31を備える。又、電磁波検出手段は、検出用アンテナ32と検出器12を備える。位置移動機構は、検出用アンテナ32をZ軸方向に移動させるZ軸移動ステージ45と、このZ軸移動ステージ45を駆動するZ軸駆動装置46を備える。
【選択図】 図1


従来技術、競合技術の概要


ガラス、プラスチック等の容器内にある液面を外部から検知する必要性は多々ある。特に、容器が不透明或いは表面に紙等の不透明シートがある場合には、従来は内部の液面位置を検知する方法はなく、上部からの目視によりその位置を知り、必要な作業をしている。この作業を自動化するには外部から非接触で物質の境界を検知する界面検出装置が求められているが、現在は適切な界面検出装置や界面検出方法は知られていない。

産業上の利用分野


本発明は、電磁波を用いた測定技術に係り、特に近傍界領域(フレネル領域)におけるアンテナ技術を応用した界面検出装置及び界面検出方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
内部に物性の異なる複数の物質の界面を有する被測定対象に、電磁波を照射する電磁波照射手段と、
前記電磁波照射手段から前記電磁波の波長の5倍以下の距離に設けられ、前記被測定対象を透過した電磁波を検出する電磁波検出手段と、
前記界面と前記電磁波検出手段との相対的位置を変化させる位置移動機構と、
前記電磁波照射手段と前記被測定対象との間にスリットを有して配置された第1のスリット板
とを備え、前記スリットを介して、球面波の前記電磁波を前記被測定対象に照射し、フレネル領域における、前記電磁波検出手段の出力信号と前記相対的位置との関係から、前記界面の位置を検出することを特徴とする界面検出装置。

【請求項2】
前記被測定対象と前記電磁波検出手段との距離が前記電磁波の波長の0.31倍以下の距離であることを特徴とする請求項1に記載の界面検出装置。

【請求項3】
内部に物性の異なる複数の物質の界面を有する被測定対象に、隣接して配置された無反射板と、
前記被測定対象に対向した放射用アンテナと、前記無反射板を貫通する開口部を介して、前記放射用アンテナに電気的に接続された発信機とを有し、前記被測定対象に電磁波を照射する電磁波照射手段と、
前記電磁波照射手段から前記電磁波の波長の5倍以下の距離に設けられ、前記被測定対象を透過した電磁波を検出する電磁波検出手段と、
前記界面と前記電磁波検出手段との相対的位置を変化させる位置移動機構
とを備え、前記放射用アンテナから、球面波の前記電磁波を前記被測定対象に照射し、フレネル領域における、前記電磁波検出手段の出力信号と前記相対的位置との関係から、前記界面の位置を検出することを特徴とする界面検出装置。

【請求項4】
前記電磁波検出手段は、検出用アンテナと、該検出用アンテナに電気的に接続された検出器とを備えることを特徴とする請求項1~3のいずれか1項に記載の界面検出装置。


【請求項5】
前記放射用アンテナは、ホーンアンテナ若しくはループアンテナであることを特徴とする請求項3に記載の界面検出装置。

【請求項6】
前記検出用アンテナは、ループアンテナであることを特徴とする請求項4に記載の界面検出装置。

【請求項7】
前記被測定対象と前記検出用アンテナの間に第2のスリット板が配置され、前記電磁波は前記第2のスリット板に設けられたスリットを介して、前記検出用アンテナにより検出されることを特徴とする請求項1又は2に記載の界面検出装置。

【請求項8】
内部に物性の異なる複数の物質の界面を有する被測定対象に、電磁波照射手段と前記被測定対象との間に配置されたスリット板のスリットを介して、前記被測定対象から電磁波の波長の5倍以下の距離に設けられ前記電磁波照射手段から球面波の前記電磁波を照射する過程と、
前記被測定対象を透過した電磁波をフレネル領域において検出する過程と、
前記界面と前記電磁波検出手段との相対的位置を移動する過程と
前記電磁波検出手段の出力信号と前記相対的位置との関係から、前記界面の位置を検出する過程
とを含むことを特徴とする界面検出方法。

【請求項9】
内部に物性の異なる複数の物質の界面を有する被測定対象に対向し前記被測定対象から電磁波の波長の5倍以下の距離に設けられた放射用アンテナに、無反射板を貫通する開口部を介して、前記無反射板の前記放射用アンテナとは反対側に配置された発信機から電磁波を給電し、前記放射用アンテナから球面波の前記電磁波を照射する過程と、
前記被測定対象を透過した電磁波をフレネル領域において検出する過程と、
前記界面と前記電磁波検出手段との相対的位置を移動する過程と
前記電磁波検出手段の出力信号と前記相対的位置との関係から、前記界面の位置を検出する過程
とを含むことを特徴とする界面検出方法。

【請求項10】
前記界面の位置を検出する過程は、予備測定で得られた前記物質の界面の位置に対応する透過電力レベルを検知レベルとし、該検知レベルの値を基準に前記界面の位置を決定することを特徴とする請求項8又9に記載の界面検出方法。
産業区分
  • 測定
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2004011147thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
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