JP3778345B2 - 水分測定装置の精度管理方法 - Google Patents

Description

【発明の属する技術分野】
本発明は、生コンクリート、モルタル、砂等の水分を測定する水分測定装置の精度管理方法に関するものである。
【従来の技術】
従来、生コンクリート、モルタル、砂等の水分測定装置として被測定物の静電容量を計測することによりその水分含有率を測定するものが提案されている（例えば特開２０００−３１４７１２）。
【発明が解決しようとする課題】
通常、従来における上記水分測定装置における精度管理は、水分測定装置による被測定物の測定値と加熱乾燥法による測定値を比較して、水分測定装置の精度の如何を確認しており、モルタル等の被測定物の製作に手間と時間がかかることと相俟って精度管理の簡略容易化が困難であった。また、前記加熱乾燥法による水分測定装置の精度管理の場合には、乾燥機等大掛かりな設備が必要であり、且つ、精度管理のために多くの時間を要し、加熱乾燥法による測定値に誤差を包含するという問題があった。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、日常的に、精度の良い状態のものであるか否かを、簡単にいつでも正確に確認できるようにし、精度管理の簡略容易化を図った水分測定装置の精度管理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、生コンクリート又はモルタル、砂等の被測定物を試料ケースに収容し、この試料ケースに設けた測定電極を装置本体の接点アッセンブリに装着して装置本体に設けた高周波ブリッジ方式で静電容量を計測する手段により前記被測定物の静電容量を計測し、当該被測定物の水分含有率を求める水分測定装置の精度管理方法において、前記装置本体の接点アッセンブリに対して、静電容量が既知でその基準値を明示した物質を収納した校正基準体に設けた接点を装着し、前記静電容量を計測する手段により前記物質の静電容量を測定し、その測定値と基準値とを比較し装置精度を確認するとともに、前 記装置本体に備えた表示部に、前記測定値の表示、前記測定値と基準値との差が一定の範囲内である場合の装置が正常であることの表示を行うことを特徴とするものである。
請求項１記載の発明によれば、被測定物の静電容量を計測する手段により、生コンクリート、モルタル、砂等の被測定物の水分含有率を求める水分測定装置において、静電容量が既知の物質を使用することにより短時間でいつでも簡略に正確な精度管理を行うことができ、また、装置本体の表示部に測定値が表示され、静電容量が既知の物質にはその基準値が明示されているので、容易に測定値と基準値を比較することができ、更に、表示部に装置が正常であることも表示されるので、数値等で表すよりもわかりやすく、使用者が正常か否かの判断を極めて容易に行うことができ、全体として精度管理の簡略容易化を図ることができる水分測定装置の精度管理方法を提供することができる。
請求項２記載の発明の水分測定装置の精度管理方法は、生コンクリート又はモルタル、砂等の被測定物を試料ケースに収容し、この試料ケースに設けた測定電極を装置本体の接点アッセンブリに装着して装置本体に設けた高周波ブリッジ方式で静電容量を計測する手段により前記被測定物の静電容量を計測し、当該被測定物の水分含有率を求める任意台数の水分測定装置と、任意台数の水分測定装置と通信回線により接続された管理手段とを備え、前記各装置本体の接点アッセンブリに対して、静電容量が既知でその基準値を明示した物質を収納した校正基準体に設けた接点を装着し、前記静電容量を計測する手段により測定される前記物質の静電容量の測定値、各装置本体による正常、異常等の管理結果を前記通信回線を介して管理手段により各々受信し、この管理手段により各水分測定装置の精度管理を一元的に行うことを特徴とするものである。
請求項２記載の発明の水分測定装置の精度管理方法は、請求項１記載の発明の作用に加えて、任意台数の水分測定装置それぞれが設置されている現場で各水分測定装置の精度管理が適正に行われているか否かを管理手段により一元的に管理することが可能な水分測定装置の精度管理方法を提供することができる。
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態に係る水分測定装置の精度管理方法を詳細に説明する。まず、精度管理方法の説明に先立ち、本発明の実施の形態に係る水分測定装置の精度管理方法の対象となりこの精度管理方法が適用される水分測定装置について図１乃至図６を参照して説明する。
本発明の精度管理方法の対象となりこの精度管理方法が適用される水分測定装置は、生コンクリート、モルタル、砂等の水分を測定する水分測定装置で、生コンクリート、モルタル、砂等の静電容量を測定することにより、その水分率を推定するものである。
また、静電容量は嵩密度の影響を受けるため、サンプルの質量を測定し、静電容量を補正することによって、より精度の高い水分率推定が可能となる。一般に水分量Ｗと静電容量Ｃとは、Ｗ＝Ｋ・Ｃの式で表すことができる。
ここにいうＫは材質による定数である。また、水分測定装置により測定する静電容量の変化は、主として測定電極間に存在する被測定物である生コンクリート等の水分量Ｗに依存するものと考えられる。
従って、被測定物の静電容量Ｃを測定することにより、その水分量Ｗを求めることが可能となる。
この水分測定装置は、上記原理に基づくものであり、以下に当該水分測定装置について詳細に説明する。
図１、図２は、この水分測定装置の構成を示すものであり、水分測定装置本体を構成する箱形状の下ケース１３と、パッキン１９と、上ケース１４とを具備している。前記下ケース１３と、上ケース１４との間には、電池収納部５０、支持基板２１及びＬＣＤ（液晶）からなる表示部６０、この水分測定装置の制御プログラムを格納し、静電容量計算等の各種の演算、表示部６０の表示制御等を行うＣＰＵ８０を含むＣＰＵ基板アッセンブリ２、操作部７０を構成する操作スイッチ基板アッセンブリ３が組み込まれるようになっている。
更に、装置本体内には、後述するＬＣＲ直列共振回路、又は高周波ブリッジ回路を搭載している。前記操作部７０は、操作スイッチ基板アッセンブリ３上にパネルシート４及びフィルタ１７を積層配置して、数値、項目入力等を行う多数の操作キー３ａを上ケース１４上で操作可能に構成している。
また、各種の測定結果等を表示する表示部６０の表示画面６０ａは、パネルシート４及びフィルタ１７に各々設けた穴部４ａ、透明部１７ａから上ケース１４上に表出するように構成し上ケース１４の上方から視認可能としている。
このような操作部７０、表示部６０を備えることにより、操作の容易化、表示内容の確認の容易化を図っている。
また、上ケース１４上には、試料ケース４０用の収容領域９０が形成され、この収容領域９０を形成する垂直壁部１４ａに、試料ケース４０との電気的接続をとる接点アッセンブリ１を着脱可能に取り付けている。接点アッセンブリ１を着脱可能としているので、接点アッセンブリ１の保守や取り換えが容易であるという利点がある。
前記試料ケース４０の収容領域９０の内面は、開口面側が大きく、底部にいくほど小さくなる傾斜面形状に形成されており、これにより、生コンクリート１００等の被測定物の出入を容易としている。
また、上ケース１４上には、試料ケース４０の底面に設けた装着案内溝４０ａに係合する例えば垂直壁部１４ａ側が広幅で、挿入端側が狭幅の装着ガイド４０ｂを設け、図３に示すように、試料ケース４０の装着案内溝４０ａに装着ガイド４０ｂを係合しつつ図１に示す矢印方向に試料ケース４０を装着することで、接点アッセンブリ１との位置関係を気にすることなく、試料ケース４０を上ケース１４上において前記接点アッセンブリ１と正確に位置決めして測定状態とすることができるようになっている。
前記装着案内溝４０ａ、装着ガイド４０ｂは、試料ケース及び本体装置に設ける場合だけでなく、試料ケース又は本体装置のいずれか一方にのみ設けるようにしても良い。
前記表示部６０は、上固定具７、下固定具８及びネジ２００を用いて定位置に固定されるようになっている。前記電池収納部５０は、下ケース１３の下部に、電池下ホルダー１６ａ、電池上ホルダー１６ｂを備えるとともに、第１、第２の電池接点１０、１１間に例えば単１型の乾電池等を収容するようになっている。
また、前記下ケース１３の側壁部には、電池蓋パッキン２０、第２の電池接点１０、電池蓋１５、電池蓋止めネジ９が配置されるようになっている。
前記下ケース１３の裏面側には、通信用コネクタ２２が配され、プリンタやコンピュータへのデータ出力が可能であり、ＡＣジャック１２が配されることにより、２電源での使用が可能となっている。通信用コネクタ２２及びＡＣジャック１２には、それぞれ通信用コネクタカバー２３及びＡＣジャックカバー１８が取り付けられていて、防水構造となっている。
添付する図４は、試料ケース４０に設けた測定電極４１、４２との電気的接続をとる接点アッセンブリ１を示すものである。前記接点アッセンブリ１は、図４に示すように、プレート３３に設けた一対構成のコネクタ受体３６に対して、一対構成からなる接点バネ３２、接点カバー３４、接点固定具３５をネジ２００等を用いて組み付けている。アナログ基板３１はプレート３３の背面に取り付けられている。
そして、図１に示すように、試料ケース４０に設けた測定電極４１、４２を一対構成の接点バネ３２に各々接続することで、試料ケース４０の内部に設けた試料収容部４５に露出する測定電極４１、４２の露出面４１ａ、４２ａ間に、例えば生コンクリート１００等を収納することで、この生コンクリート１００の水分量をこの水分測定装置により測定しその静電容量を算出可能としている。
なお、上述した水分測定装置においては、前記試料ケース４０を具備することを必須とするものではなく、試料ケース４０と代替して、被測定物に挿入された電極をケーブル等でこの水分測定装置に接続して静電容量を測定することも可能である。
添付する図５、図６は、前記水分測定装置に搭載した静電容量を測定するＬＣＲ直列共振回路、高周波ブリッジ回路の構成を示すものである。
図５に示すＬＣＲ直列共振回路は、高周波電源１５０から周波数ｆの高周波電力を、抵抗Ｒ、ｒ、コイル（インダクタ）Ｌ、可変コンデンサＣからなる直列共振回路に供給し、可変コンデンサＣの容量を可変して共振をとり、次に、生コンクリート１００を収容した試料ケース４０を装置本体に装着して、共振状態とした可変コンデンサＣの両端に等価的に生コンクリート１００の電気特性を示す抵抗Ｒｘ、コンデンサＣｘの並列回路を接続して、可変コンデンサＣの容量を再度可変して共振をとり各共振時の可変コンデンサＣの容量変化値から生コンクリート１００の静電容量を測定するものである。
なお、図５中の符号Ｖは電圧計である。これにより、ＬＣＲ直列共振回路の中では最も簡略に構成した回路構成で、その共振を利用し、可変コンデンサＶＣの容量変化値から被測定物の静電容量を正確に求めることができる。
図６に示す高周波ブリッジ回路は、高周波電源１５０から周波数ｆの高周波電力、検出器ＤＥＴを備え、抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、可変コンデンサＶＣ１、ＶＣ２、コンデンサＣ３をブリッジ接続した高周波ブリッジ回路に供給し、２個の可変コンデンサＶＣ１、ＶＣ２の容量を可変して高周波ブリッジ回路の平衡をとり、次に、生コンクリート１００を収容した試料ケース４０を装置本体に装着した状態で、可変コンデンサＶＣ２の両端に、等価的に表される抵抗Ｒｘ、コンデンサＣｘの並列回路を接続して、２個の可変コンデンサＶＣ１、ＶＣ２の容量を再度可変して高周波ブリッジ回路の平衡をとる。
そして、一方の可変コンデンサＶＣ２の容量変化値から前記被測定物である生コンクリート１００の静電容量を求めるものである。これにより、Ｌ（インダクタンス）分が不要で、回路構成がＬＣＲ直列共振回路に比べより簡略化し、また、高周波ブリッジ回路の中では最も簡略に構成した高周波ブリッジ回路の平衡を利用し、前記一方の可変コンデンサＶＣ２の容量変化値から前記被測定物である生コンクリートの静電容量を正確に求めることができる。
なお、金属等の測定値に影響する導電体を、前記装置本体における試料ケース４０の設置箇所の周辺に配置しない構造とすることで、この水分測定装置の組立時に、金属部品等の取り付け位置が多少ずれても、器差を生じることがなく、被測定物の特性をより忠実に測定値に反映させることが可能となって、測定結果の正確性を期すことができる。
次に、本発明の実施の形態に係る水分測定装置の精度管理方法について、図７、図８を参照して説明する。本実施の形態に係る水分測定装置の精度管理方法は、図７に示すように、前記接点アッセンブリ１の一対構成の接点バネ３２に対して、例えば直方体状に形成されて、内部に高分子樹脂又はセラミック材料からなる静電容量が既知の物質を収納した校正基準体１４０に設けている一対の接点１０１を装着し、水分測定装置による当該物質の測定値と、基準値とを比較することにより、図１乃至図６に示す前述した水分測定装置の精度を簡易に確認するものである。
前記物質として、温度特性などの物理的特性、化学的特性の安定している高分子樹脂又はセラミックからなる物質を使用しているため、周囲の環境に左右されることなく精度管理が可能となり、また、前記物質の電気特性が安定しているので前記物質自身の電気特性の確認期間も長くすることができる。
更にまた、本実施の形態に係る水分測定装置の精度管理方法は、前記物質の測定値と基準値との差が一定の範囲内であれば、水分測定装置本体に備えた表示部６０に装置自体が正常であることを例えば「正常」等の文字により表示する。
これにより、装置本体が正常であることを直ちに把握でき、数値等で表すよりもわかりやすく、使用者が正常か否かの判断を極めて容易に行うことができ、精度管理の簡略化、容易化を図ることができる。
次に、図８を参照して、任意台数（例えば異なる場所に設置されている３台）の前述した水分測定装置の精度管理を、一箇所で一元的に行う精度管理方法に関する実施の形態を説明する。
この図８に示す構成を使用する精度管理方法においては、各々異なる工場等に設置されている例えば３台の識別ナンバーＮＯ．１乃至ＮＯ．３からなる水分測定装置１２１Ａ乃至１２１Ｃを、例えばモデム１２２、通信回線としての電話回線１２３、管理手段であるホストコンピュータ１３０側のモデム１２４を介して相互にデータ通信可能に接続し、各水分測定装置１２１Ａ乃至１２１Ｃにより各々測定される静電容量が既知の前記物質の静電容量の測定値、正常、異常等の精度管理結果等を前記モデム１２２、電話回線１２３、モデム１２４を介してホストコンピュータ１３０により受信し、ホストコンピュータ１３０によりデータ処理してその画面１３１に例えば識別ナンバーＮＯ．１乃至ＮＯ．３の水分測定装置１２１Ａ乃至１２１Ｃ毎に、例えば「正常」、「異常」等の文字を表示して、各水分測定装置１２１Ａ乃至１２１Ｃの精度管理データの一元的な管理を実行する。
即ち、水分測定装置１２１Ａ乃至１２１Ｃがそれぞれ設置されている現場で各々精度管理が適正に行われているか否かをホストコンピュータ１３０にて一元的に管理することが可能となる。
【発明の効果】
以上詳述した本発明によれば、以下の各効果を奏する。請求項１記載の発明によれば、被測定物の静電容量を計測する手段により、生コンクリート又はモルタル、砂等の被測定物の水分含有率を求める水分測定装置において、静電容量が既知の物質を使用することにより、短時間でいつでも簡略に精度管理を行うことができ、また、装置本体の表示部に測定値が表示され、静電容量が既知の物質にはその基準値が明示されているので、容易に測定値と基準値を比較することができ、更に表示部に装置が正常であることが表示されるので、数値等で表すよりもわかりやすく、使用者が正常か否かの判断を極めて容易に行うことができ、全体として精度管理の簡略容易化を測ることができる。
請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明の効果に加え、水分測定装置それぞれが設置されている現場で各水分測定装置の精度管理が適正に行われていることを一元的に管理することが可能な水分測定装置の精度管理方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の精度管理方法が適用される水分測定装置の外観斜視図である。
【図２】 本発明の精度管理方法が適用される水分測定装置の分解斜視図である。
【図３】 本発明の精度管理方法が適用される水分測定装置における収容ケースの底部分の斜視図である。
【図４】 本発明の精度管理方法が適用される水分測定装置のコネクタ部分の分解斜視図である。
【図５】 本発明の精度管理方法が適用される水分測定装置に搭載したＬＣＲ共振回路を示す回路図である。
【図６】 本発明の精度管理方法が適用される水分測定装置に搭載した高周波ブリッジ回路を示す回路図である。
【図７】 本発明の実施の形態に係る水分測定装置の精度管理に使用する校正基準体を含む水分測定装置の外観斜視図である。
【図８】 本発明の実施の形態に係る水分測定装置の一元的な精度管理を行うための構成を示す概略ブロック図である。
【符号の説明】
１ 接点アッセンブリ
２ ＣＰＵ基板アッセンブリ
３ 操作スイッチ基板アッセンブリ
３ａ 操作キー
４ パネルシート
１３ 下ケース
１４ 上ケース
１５ 電池蓋
２２ 通信用コネクタ
４０ 試料ケース
４１ 測定電極
４２ 測定電極
５０ 電池収納部
６０ 表示部
７０ 操作部
９０ 収容領域
１００ 生コンクリート
１２１Ａ乃至１２１Ｃ 水分測定装置
１２２ モデム
１２３ 電話回線
１２４ モデム
１３０ ホストコンピュータ
１４０ 校正基準体
１５０ 高周波電源
Ｒｘ 抵抗
Ｃｘ コンデンサ
ＶＣ１ 可変コンデンサ
ＶＣ２ 可変コンデンサ
Ｃ 可変コンデンサ
ＤＥＴ 検出器
Ｌ コイル

Claims (2)

1. 生コンクリート又はモルタル、砂等の被測定物を試料ケースに収容し、この試料ケースに設けた測定電極を装置本体の接点アッセンブリに装着して装置本体に設けた高周波ブリッジ方式で静電容量を計測する手段により前記被測定物の静電容量を計測し、当該被測定物の水分含有率を求め、前記装置本体に備えた表示部に、前記測定値の表示を行うようにした水分測定装置の精度管理方法であって、
   前記装置本体の接点アッセンブリに対して、高分子樹脂又はセラミック材料からなる静電容量が既知でその基準値を明示した物質を収納した校正基準体に設けた一対の接点を装着し、前記静電容量を計測する手段により前記物質の静電容量を測定し、その測定値と基準値とを比較し装置の精度確認をできるようにしたとともに、前記装置本体に備えた表示部に、前記測定値の表示、前記測定値と基準値との差が一定の範囲内である場合、装置が正常であることの表示を行い、その差が一定の範囲外である場合、装置が異常であることの表示を行うようにしたことを特徴とし、装置周囲の環境に左右されることなく短時間で簡略に正確な装置の精度管理を行うことができ、しかも電気的特性の確認期間も長くすることができ、装置の精度管理の簡略容易化を可能にしたことを特徴とする水分測定装置の精度管理方法。
2. 生コンクリート又はモルタル、砂等の被測定物を試料ケースに収容し、この試料ケースに設けた測定電極を装置本体の接点アッセンブリに装着して装置本体に設けた高周波ブリッジ方式で静電容量を計測する手段により前記被測定物の静電容量を計測し、当該被測定物の水分含有率を求め、前記装置本体に備えた表示部に、前記測定値の表示を行うようにした任意台数の水分測定装置と、
   任意台数の水分測定装置と通信回線により接続された管理手段とを備え、
   任意台数の水分測定装置において、前記装置本体の接点アッセンブリに対して、高分子樹脂又はセラミック材料からなる静電容量が既知でその基準値を明示した物質を収納した校正基準体に設けた一対の接点を装着し、前記静電容量を計測する手段により前記物質の静電容量を測定し、その測定値と基準値とを比較し各装置の精度確認をできるようにしたとともに、前記各装置本体に備えた表示部に、前記測定値の表示、前記測定値と基準値との差が一定の範囲内である場合、装置が正常であることの表示を行い、その差が一定の範囲外である場合、装置が異常であることの表示を行うようにしたことを特徴とし、各装置周囲の環境に左右されることなく短時間で簡略に正確な各装置の精度管理を行うことができ、しかも電気的特性の確認期間も長くすることができ、各装置の精度管理の簡略容易化を可能にしたことを特徴とし、
   前記各装置本体による正常、異常等の装置精度の管理結果を、前記通信回線を介して管理手段により各々受信し、この管理手段により各水分測定装置の精度管理を一元的に行うようにしたことを特徴とする水分測定装置の精度管理方法。

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