100-1000kHzにおける生体組織電気定数の非接触測定法の検討:等価回路を用いたシミュレーション

摘要

あらまし　近年，無線電力伝送などの技術の発展に伴い電磁界の生体影響の評価に関心が集まっている.その評価には生体組織の電気定数が必要である.しかし現在広く用いられている生体組織の電気定数は1000kHz以下でその測定に不確かさが含まれる.これは測定用プローブや測定用電極と測定試料の界面で分極が生じることが原因である.そこで本研究では100-1000kHzの測定試料の電気定数が測定可能な2つのコイルと測定試料を充填可能な容器で構成された非接触測定器を提案した.まず導電率0.231w/V％(σ＝0.476S/m)のNaCl溶液を容器に充填した際の1次と3次コイルの電圧比V_1/V_3と位相差θ_1-θ_3を測定した.次に既知の集中定数素子を2次コイルとしたときの電圧比と位相差を測定した.これらの測定結果を比較することでNaCl溶液の導電率(σ＝0.476S/m)と比誘電率(ε_r＝3227)を求めた.また本測定器の等価回路を作成し，そこから電圧比と位相差を算出した.NaCl溶液を用いたときの測定結果と算出結果を比較することでNaCl溶液の導電率(σ＝0.476S/m)と比誘電率(ε_r＝12100)を求めた.提案した測定方法を用いることで測定試料の電気定数が推定できる可能性があることが示唆された.