100-1000 kHz 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

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 1000 kHz 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 - 1000 kHz 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＝0.476 S／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=0.476 S/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=0.476 S／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．