CN105393123B - 旋转速度检测装置、使用该装置的粘度测定装置、旋转速度检测方法以及用在该方法中的旋转体 - Google Patents

Abstract

提供一种旋转速度检测装置，能以利用比较廉价、小型的光学设备的简单的控制，精度良好地检测旋转体的旋转速度，能维持提升旋转体的旋转速度的检测精度并能实现装置的低成本化以及紧凑化。在具有照射部(5)、受光部(6)、受光数据取得部(13)、和运算旋转体(3)的旋转速度的旋转速度运算部(15)的旋转速度检测装置中，旋转体(3)在其旋转面具有不规则的凹凸部(3A)，受光数据取得部(13)取得在凹凸部(3A)反射的光的受光数据的时间序列数据，旋转速度运算部(15)根据时间序列数据的周期性来运算旋转体(3)的旋转速度。

Description

旋转速度检测装置、使用该装置的粘度测定装置、旋转速度检 测方法以及用在该方法中的旋转体

技术领域

本发明涉及旋转速度检测装置、使用该装置的粘度测定装置、旋转速度检测方法以及用在该方法中的旋转体，该旋转速度检测装置具有：旋转体、向该旋转体照射光的照射部、接受从该照射部照射所述旋转体而反射的光的受光部、取得由该受光部接受到的受光数据的受光数据取得部、基于由该受光数据取得部取得的受光数据来运算所述旋转体的旋转速度的旋转速度运算部。

背景技术

作为现有的旋转速度检测装置，例如在专利文献1记载了一种转数测定装置，具备：转子、对附加在转子的记号进行摄像的摄像元件、和对由摄像元件摄像的图像进行处理的图像处理部，构成为通过由图像处理部检测转子的记号的旋转来测定转子的转数。另外，在专利文献1中记载了转数的测定方法，取代以摄像元件测定转子的转数，对转子照射激光来光学测量旋转引起的反射或干涉的图案变化。

专利文献2也同样记载了转数测定装置，具备：转子、对附加在转子的记号进行摄像的CCD摄像机、和对由CCD摄像机摄像的图像进行处理的图像处理部，构成为通过用图像处理部检测转子的记号来测定转子的转数。另外，在专利文献2记载了：具备对转子照射激光的发光部、和接受从转子反射的激光的受光部，通过用转数探测部检测转子的旋转所引起的反射或干涉的图案变化来探测转数。

先行技术文献

专利文献

专利文献1：JP特开2009-264982号公报(特别参考段落「0019」、「0023」以及「0045」)

专利文献2：国际公开第2013/015211号(特别参考段落「0024」、「0033」～「0036」)

发明内容

发明要解决的课题

但是，上述专利文献1以及2所记载对附加在转子的记号进行图像处理来测定转数的方法虽然实用，但不得不进行利用CCD摄像机等的高价的摄像单元的高度的图像处理等，有转数测定装置的制造成本高企这样的问题、或转数测定装置大型化这样的问题。另外，在用CCD摄像机等对附加在转子的记号进行摄像时，由于色像差的影响而图像易于变得不鲜明，出于因外扰光的影响等而难以正确捕捉亮度的变化等的理由，也难以精度良好地检测转子的转数。

另外，在上述专利文献1以及2中，记载了用光学单元测定转子的转数的方法，然而对具有光滑的曲面的转子即使照射激光，来自曲面的反射光也具有均匀的强度分布，几乎不呈现特征性的图案变化，即使呈现，其强度也非常小，因此难以检测转子的转数，是距实用化相当远的状況。

本发明提供旋转速度检测装置，能在利用比较廉价、小型的光学设备的简单的控制下精度良好地检测旋转体的旋转速度，能维持提升旋转体的旋转速度的检测精度并能实现装置的低成本化以及紧凑化。

用于解决课题的手段

本发明的发明者们通过试错的结果，产生了是不是若有效活用所谓的光斑的性质就能简易地进行旋转体的旋转速度的检测的构思，根据该构思来反复各种受光数据的解析等，终于创作出本发明。以下说明本发明的构成、作用以及效果。

第1发明是旋转速度检测装置，其具有：旋转体；对该旋转体照射光的照射部；接受从该照射部对所述旋转体照射而反射的光的受光部；取得由该受光部接受到的受光数据的受光数据取得部；和基于由该受光数据取得部取得的受光数据来运算所述旋转体的旋转速度的旋转速度运算部，其中，所述旋转体在其旋转面具有不规则的凹凸部，所述受光数据取得部取得在所述凹凸部反射的光的受光数据的时间序列数据，所述旋转速度运算部根据所述时间序列数据的周期性来运算所述旋转体的旋转速度。

根据上述构成，若对不规则的凹凸部照射来自照射部的光，则从不规则的凹凸部的不同场所反射来的光波相互干涉，由受光部接受到的受光数据也变得不规则。并且，若由受光数据取得部取得受光数据的时间序列数据，不规则的受光数据就呈现为具有与旋转体的旋转对应的周期性的时间序列数据，根据该时间序列数据的周期性用旋转速度运算部能够精度良好且简单地运算旋转体的旋转速度。由此，不用进行利用高价、大型的摄像单元的高度的图像处理等，能在利用比较廉价、小型的光学设备的简单的控制下精度良好地检测旋转体的旋转速度。进而，由于例如即使旋转体的旋转速度成为高速，也会维持时间序列数据的周期性，因此也能精度良好地检测高速旋转的旋转体的旋转速度。这种情况下，旋转体的旋转面的凹凸部例如能通过表面处理等比较容易地形成，因此不会招致旋转体的大幅的制造成本提高。

因此，能维持提升旋转体的旋转速度的检测精度并能削减旋转速度检测装置的制造成本，能实现旋转速度检测装置的紧凑化。

第2发明在上述第1发明的旋转速度检测装置的基础上，所述凹凸部的相邻的凹部的底部间以及相邻的凸部的顶部间的距离为所述旋转体的最大周长的100分之1以下、且从所述照射部照射的光的波长的10倍以上的长度。

根据上述构成，易于出现由受光部接受到的受光数据的强弱，从而能更明确地掌握时间序列数据的周期性。由此能更加精度良好地运算旋转体的旋转速度。

第3发明在上述第1或第2发明的旋转速度检测装置的基础上，所述凹凸部通过表面研磨加工被形成在所述旋转体的旋转面。

根据上述构成，仅变更对旋转体的旋转面进行表面研磨的研磨条件，就能在旋转体的旋转面简单地形成凹凸部。具体地，例如通过将旋转体的旋转面表面研磨到快接近于镜面，能简单地形成给定的凹凸部。另外，若通过表面研磨形成凹凸部，则不会如例如附加在旋转体的旋转面的记号等那样在旋转速度的检测中消失或剥落。

第4发明在上述第1～第3发明的任一者所述的旋转速度检测装置的基础上，所述受光部由单一的受光部构成，所述受光数据取得部取得所述旋转体的旋转1次以上的所述时间序列数据，所述旋转速度运算部从所述旋转体的旋转1次以上的时间序列数据来测定所述旋转体旋转1次所需要的时间，根据该时间来运算所述旋转体的旋转速度。

根据上述构成，能以单一的受光部的简单的装置构成、且在仅测定旋转体旋转1次所需要的时间并运算旋转速度的简单的控制下，精度良好地运算旋转体的旋转速度。

第5发明在上述第4发明的旋转速度检测装置的基础上，所述受光部具有配设为与被所述照射部照射的所述旋转体的旋转面对置、且在与所述旋转体的旋转方向正交的方向排列的多个受光元件，所述受光数据取得部综合评价从所述多个受光元件检测到的受光数据来取得所述时间序列数据。

根据上述构成，能取得精度良好地反映了反射光的强度的时间序列数据，能更明确地掌握时间序列数据的周期性。

第6发明在上述第1～第3发明的任一者的旋转速度检测装置的基础上，所述受光部由配设在所述旋转体的旋转方向上游侧的上游侧受光部、和配设在旋转方向下游侧的下游侧受光部构成，所述受光数据取得部同时取得所述上游侧受光部以及所述下游侧受光部各自的受光数据的时间序列数据，所述旋转速度运算部使用以所述上游侧受光部和所述下游侧受光部同时取得的各时间序列数据来运算所述旋转体的旋转速度。

根据上述构成，若同时取得上游侧受光部以及下游侧受光部的各时间序列数据，和上游侧受光部的时间序列数据同样的数据空开时间差而呈现为下游侧受光部的时间序列数据。然后，能有效利用该现象来运算旋转体的旋转速度。

第7发明在上述第6发明的旋转速度检测装置的基础上，所述受光数据取得部取得所述旋转体的不足1次旋转的所述时间序列数据，所述旋转速度运算部根据所述旋转体的不足1次旋转的各时间序列数据、和相对于所述旋转体的旋转轴心的所述上游侧受光部以及所述下游侧受光部的配置角度来运算所述旋转体的旋转速度。

根据上述构成，能迅速取得时间序列数据，能迅速地进行旋转体的旋转速度的运算。另外，能有效活用上述的现象，根据上游侧以及下游侧受光部的各时间序列数据和上游侧以及下游侧受光部的配置角度来简单运算旋转体的旋转速度。

第8发明在上述第7发明的旋转速度检测装置的基础上，具有：运算所述配置角度的角度运算部、和存储以该角度运算部运算出的配置角度的角度存储部，所述受光数据取得部取得所述旋转体的旋转1次以上的所述受光数据的时间序列数据作为角度运算用的时间序列数据，所述角度运算部根据所述角度运算用的各时间序列数据来运算所述配置角度，所述旋转速度运算部使用以所述角度运算部运算并存储于所述角度存储部的配置角度来运算所述旋转体的旋转速度。

根据上述构成，即使不将上游侧受光部以及下游侧受光部正确定位而配置，也能操作简单且正确地运算上游侧受光部以及下游侧受光部的配置角度。由此能更加精度良好地进行利用配置角度的旋转体的旋转速度的运算。

第9发明是粘度测定装置，利用了上述第1～第8发明的任一者的旋转速度检测装置，具有：将所述旋转体和测定粘度的样品一起放入的样品容器；从该样品容器的外部对所述旋转体赋予旋转磁场的磁铁；控制所述旋转磁场的旋转速度的旋转控制部；和运算样品的粘度的粘度运算部，所述粘度运算部使用由所述旋转速度运算部运算出的所述旋转体的旋转速度、和所述旋转磁场的旋转速度来运算样品的粘度。

根据上述构成，能使用以旋转速度运算部精度良好地检测到的旋转体的旋转速度来精度良好地运算样品的粘度。另外，作为能实现成为粘度测定装置的构成要素的旋转速度检测装置的制造成本削减以及紧凑化的结果，能实现粘度测定装置的制造成本削减和紧凑化。

第10发明是旋转速度检测方法，由受光部接受从照射部对旋转体照射光而反射的光，基于以该受光部接受到的受光数据来运算所述旋转体的旋转速度，具有：受光数据取得步骤，对在旋转面具有不规则的凹凸部的所述旋转体照射光，取得在所述旋转体的凹凸部反射的光的受光数据的时间序列数据；和旋转速度运算步骤，根据所述时间序列数据的周期性来运算所述旋转体的旋转速度。

根据上述构成，具有和上述第1发明同样的作用效果，能在利用比较廉价、小型的光学设备的简单的控制下精度良好地检测旋转体的旋转速度。

第11发明是旋转体，用在上述第10发明的旋转速度检测方法中，所述凹凸部的相邻的凹部的底部间以及相邻的凸部的顶部间的距离为所述旋转体的最大周长的100分之1以下、且从所述照射部照射的光的波长的10倍以上的长度。

根据上述构成，具有和上述第2发明同样的作用效果，能更加精度良好地运算旋转体的旋转速度。

附图说明

图1是表示第1实施方式中的粘度测定装置的整体结构的框图。

图2(a)是表示旋转体的详细结构的放大图，(b)是光检测器的俯视图，(c)是第1实施方式的另外形态中的光检测器的俯视图。

图3是表示粘度测定控制的具体内容的流程图。

图4是说明粘度测定控制的具体内容的说明图。

图5是表示第2实施方式中的粘度测定装置的整体结构的框图。

图6(a)是光检测器的俯视图，(b)是第2实施方式的另外形态中的光检测器的俯视图。

图7(a)是表示配置角度运算控制的具体内容的流程图，(b)是表示粘度测定控制的具体内容的流程图。

图8是说明配置角度运算控制的具体内容的说明图。

图9是说明粘度测定控制的具体内容的说明图。

图10(a)以及(b)是第2实施方式的另外形态中的光检测器的俯视图。

图11是另外实施方式中的旋转速度检测装置的概略图。

具体实施方式

[第1实施方式]

基于图1～图4来说明第1实施方式的粘度测定装置1。在本第1实施方式中示出将本发明所涉及的旋转速度检测装置应用在粘度测定装置1进行的粘度η的运算中的示例。如图1所示那样，粘度测定装置1具备：收容成为样品2A的物质的样品容器2；和样品2A一起放入样品容器2内的旋转体3；对旋转体3赋予旋转磁场来使旋转体3旋转的多个电磁铁4；对样品容器2内的旋转体3照射光的照射部5；接受从照射部5照射到旋转体3而反射的光的受光部6；和对这些多个电磁铁4、照射部5以及受光部6进行控制的控制装置10。在粘度测定装置1中，作为样品2A将各种物质放入样品容器2，由此能用一台装置从水、血液、有机溶媒、饮料等低粘度的物质的粘度η到高分子材料、沥青、重油等高粘度的物质的粘度η，测定广泛的物质的粘度η。

样品容器2优选由能透过从照射部5照射的光的透明或半透明的材质所构成的耐热容器，在本第1实施方式中，采用将开放端朝上方配置的玻璃制的试管。旋转体3由金属的导电性材料构成，在本第1实施方式中，采用具有小于样品容器2即试管的底部内面的曲率半径的曲率半径的铝制的球体。由此，旋转体3在和样品2A一起被放入样品容器2时，通过其自重沉在样品2A内而自然地定位在样品容器2的底部的中心。

多个电磁铁4配设在样品容器2的下部的周围，由图1所图示的一对电磁铁4、4、和配置在图1的纸面近前侧和里侧的一对电磁铁4、4(未图示)构成。二组电磁铁4、4各自配置为在其间夹着旋转体3对置，从样品容器2的外部对旋转体3赋予磁场来使其以铅直的旋转中心CL为中心旋转驱动。

照射部5作为对样品容器2内的旋转体3照射光的光源发挥功能，在本第1实施方式中，为了消除色像差的影响且强调光的对比度，由照射单色(例如绿或黄)的光的激光源构成。照射部5配置在成为旋转体3的旋转中心CL的延长线上的旋转体3的正下方位置，配置得使光的光轴与旋转体3的旋转中心CL一致或大致一致。照射部5构成为照射具有给定长度以上光斑直径的光，用从照射部5照射的光来照射以旋转体3的下表面侧的旋转体3的以旋转中心CL为中心的圆形的区域。

受光部6具备：将从照射部5照射到旋转体3而反射的光成像的透镜6A；和检测由透镜6A成像的反射光的受光数据的光检测器6B。透镜6A配置得与被照射光的旋转体3的下部的弯曲面对置。另外，光检测器6B配置得位于透镜6A的光轴上。在透镜6A与光检测器6B间配置滤光器6C。滤光器6C是在特定色的波段(例如绿的波段)具有通带的滤光器，若从照射部5照射的光是绿的波段的光，就主要使绿的波段的反射光通过。由此，能不减少反射光的光量地以光检测器6B精度良好地接受除去外扰光的影响的反射光。

另外，照射部5也可以不是激光源，而是以卤素灯等不同种类的光源构成。另外，在以一波长或多波长的激光源构成照射部5的情况下，受光部6的透镜6A不是必须的构成，例如在根据凹凸部3A的规格或激光源的性能(光的单色性、直线性)等即使不成像也能检测给定的受光数据的情况下，可以适宜省略。另外，在对滤光器6C也难以产生外扰光的影响的情况下(例如将照射部5以及受光部6的周围构成暗室的情况下等)，可以适宜省略。

控制装置10具备：对粘度测定装置1进行总括控制的总括控制部11；旋转控制部12；受光数据取得部13；受光数据存储部14；旋转速度运算部15；运算样品2A的粘度η的粘度运算部16；和存储粘度运算用的标准数据的标准数据存储部17。

旋转控制部12通过在二组电磁铁4的线圈依次流过电流来进行励磁，对旋转体3赋予旋转磁场，从而旋转驱动旋转体3。即，交替或同时将二组电磁铁4当中一方一组的电磁铁4和另一方一组的电磁铁4励磁，交替或同时生成不同方向的磁场并使其变动，对旋转体3赋予旋转磁场。于是在旋转体3内感生感应电流，通过该感应电流和施加给旋转体3的磁场的洛伦兹相互作用对旋转体3赋予旋转转矩，从而旋转体3旋转。旋转控制部12基于来自总括控制部11的旋转指令来控制交替或同时将二组电磁铁4励磁的周期，进行控制以从总括控制部11指令的转数N0让旋转磁场进行旋转。

受光数据取得部13基于来自总括控制部11的数据取得指令对由受光部6的光检测器6B检测到的反射光的受光数据进行输入处理。将以受光数据取得部13进行了输入处理的受光数据存储在受光数据存储部14。旋转速度运算部15基于来自总括控制部11的运算指令读入存储于受光数据存储部14的受光数据来运算旋转体3的转数Na。粘度运算部16按照来自总括控制部11的运算指令，基于在旋转速度运算部15运算的旋转体3的转数Na、存储于标准数据存储部17的标准数据、和在旋转控制部12进行控制的旋转磁场的转数N0来运算样品2A的粘度η。

标准数据存储部17，存储粘度运算部16中的粘度η的运算所用的标准数据。将粘度η已知的标准样品放入样品容器2，使旋转体3旋转来测定旋转体3的转数Na，基于其测定结果和测定条件来求取旋转体3的转数Na与对旋转体3赋予的旋转磁场的转数N0之差、和旋转体3的转数Na的关系，对多个粘度η不同的标准样品进行这些测定等，存储为数据映射或一次式，由此得到标准数据。这些详细的说明由于已经公知，因此省略，用给定的一次式表征旋转体3的转数Na与对旋转体3赋予的旋转磁场的转数N0之差ΔN(＝N0-Na)、和旋转体3的转数Na的关系，利用该一次式的斜率ΔN/Na和粘度η成比例这一点。在此，由于旋转磁场的转数N0根据粘度测定条件来设定，因此通过检测旋转体3的转数Na，能使用标准数据简单地运算样品2A的粘度η。

在总括控制部11，连接对控制装置10输入各种控制指令的输入部18、和显示由控制装置10运算处理的粘度η等的测定结果的显示部19。测定样品2A的粘度η的测定者一边看显示部19一边操作输入部18来进行粘度测定条件的设定、粘度测定开始指令等各种指示。然后，总括控制部11在测定者设定的粘度测定条件下自动测定样品2A的粘度，将其测定结果自动显示在显示部19。

基于图2来说明旋转体3以及光检测器6B的详细结构。如图2(a)所示那样，在旋转体3的旋转面不规则地形成微小的凹凸部3A。凹凸部3A遍及旋转体3的旋转面的全域(球体的表面的全域)而形成。设定凹凸部3A，使得相邻的凸部的顶部间的距离P1以及相邻的凹部的底部间的距离P2成为旋转体3的最大周长(π×d)的100分之1以下的长度。具体地，例如若旋转体3的直径d＝4mm为，则使距离P1以及P2的上限值成为0.13mm以下的长度地形成凹凸部3A。即，本发明的发明者们反复利用粘度测定装置1的受光数据的解析等而发现，若距离P1以及P2为旋转体3的最大周长的100分之1以下的长度，则能防止与样品容器2的摩擦阻力变大而在粘度η的测定出现误差，同时能确实地检测由光检测器6B检测到的受光数据(受光强度)的周期性。另外，设定凹凸部3A，使距离P1以及P2成为从照射部5照射的光的波长的10倍以上的长度。具体地，例如若从照射部5照射的光的波长为0.5μm，则使距离P1以及P2的下限值成为5μm以上的长度地形成凹凸部3A。即，本发明的发明者们着眼于由反射光产生的光斑图案通过大于光的波长的周期结构(粗面的凹凸)而产生这样的光斑的性质，反复利用粘度测定装置1的受光数据的解析等而发现，若具有从照射部5照射的光的波长的10倍以上的周期结构，即若距离P1以及P2是从照射部5照射的光的波长的10倍以上的长度，则由光检测器6B检测到的受光数据(受光强度)的强弱就会确实地呈现出。

另外，将距离P1以及P2设定为旋转体3的最大周长的100分之1的长度的情况下的旋转体3的旋转面的粗糙度，例如是图2(a)所示的凹凸部3A程度的粗糙度。另外，将距离P1以及P2设定为从照射部5照射的光的波长的10倍的长度的情况下的旋转体3的旋转面的粗糙度虽未图示，但是是即使用肉眼或显微镜观察也难以判别是否形成凹凸、然而若用光检测器6B进行检测就确实地呈现出受光数据的强弱的快接近于镜面的粗糙度。

凹凸部3A，例如通过变更研磨旋转体3的表面的表面研磨条件，能够在不招致旋转体3的大幅的成本提高的情况下比较的简单地形成。另外，本第1实施方式中例示的凹凸部3A，由于通过表面研磨形成，因此虽然将凸部的顶部、凹部的底部形成为尖的锯齿状的凹凸，但例如凸部的顶部、凹部的底部也可以是弯曲的波形的凹凸、高尔夫球那样在旋转体3的表面形成凹坑的富士山形的凹凸等不同截面形状的凹凸。另外，也可以通过表面研磨以外的不同的表面处理形成凹凸部3A，例如可以通过喷丸处理、蚀刻加工或表面毛化加工等形成。另外，也可以通过涂抹混有微细的粒子的涂料来形成凹凸部3A。

另外，在本第1实施方式中，示出形成凹凸的形状、大小、以及间距等不规则的凹凸部3A的示例，但并不限于它们全都是不规则的凹凸部3A，只要是至少它们的1个以上成为不规则的凹凸部3A即可。具体地，例如可以是凹凸的形状和大小相同仅间距不同的凹凸部、或凹凸的间距相同而凹凸的形状或大小不同的凹凸部等。另外，例示了遍及旋转体3的旋转面的全域形成凹凸部3A的示例，但例如也可以如水珠纹样或横条纹样的彩色球那样，在旋转体3的旋转面部分地形成凹凸部3A。另外，例示了在旋转体3的旋转面形成在不旋转的停止时也成为不规则的凹凸部3A的示例，但作为形成于旋转体3的旋转面的凹凸部3A，只要是至少旋转时在旋转周向上成为不规则的凹凸部3A即可，例如，可以是硬式棒球的球或排球的接缝等那样虽然看上去规则地形成但实际在旋转周向上不规则的凹凸部3A，或者可以是高尔夫球的凹痕或足球的接缝等那样，虽然停止时规则地形成但因旋转方式或光的照射位置的相异等而在旋转时在旋转周向上成为不规则的凹凸部3A。

如图2(b)所示那样，光检测器6B由多个受光元件S并排配置的一维的光检测器(例如一维光电二极管阵列等)构成。光检测器6B进行配设，使多个受光元件S的受光面与被照射光的旋转体3的旋转面对置，且多个受光元件S在与旋转体3的旋转方向正交的方向上排列。光检测器6B若接受到来自凹凸部3A的反射光，就对多个受光元件S的每个输出与反射光的强度成正比的光电流(A：安培)，作为就受光数据。另外，关于光检测器6B的大小，1个受光元件S的受光面为1mm×2mm程度的大小，作为整体是5mm×15mm×厚度3mm程度的大小。

图2(c)例示第1实施方式的另外形态。如图2(c)所示那样，光检测器6B并不限于图2(b)所示的一维的光检测器，也可以是多个受光元件S二维并排配置的二维的光检测器、或者虽未图示，但由单一的受光元件S构成的零维的光检测器。图2(c)所示的光检测器6B进行配设，使多个受光元件S的受光面与被照射光的旋转体3的旋转面对置，且多个受光元件S在旋转体3的旋转方向以及与旋转体3的旋转方向正交的方向上排列。另外，在图2(b)以及(c)所示的光检测器6B的情况下，可以构成为多个受光元件S全都构成为作为受光部6发挥功能，但也可以使多个受光元件S的一部分作为受光部6发挥功能，在作为受光部6发挥功能的受光元件S发生故障的情况下，将其它受光元件S作为预备的受光元件S有效利用。

将基于图3以及图4由控制装置10执行的粘度测定控制以及旋转速度检测控制的具体的内容替换成粘度测定装置1的操作次序来进行说明。首先，作为粘度测定装置1的操作的准备作业，测定者将测定粘度η的样品2A和旋转体3一起放入样品容器2，设置在粘度测定装置1。这种情况下，由于凹凸部3A遍及旋转体3的旋转面的全域形成，因此即使不相对于从照射部5照射的光的照射位置定位凹凸部3A的位置，仅将样品2A和旋转体3一起放入样品容器2而设置，就能使从照射部5照射的光确实地照射到凹凸部3A。然后，一边观察显示部19一边操作输入部18来设定粘度测定条件。作为粘度测定条件，能举出旋转磁场的转数、测定温度等，但在本第1实施方式中，说明将旋转磁场的转数设定为N0的情况，省略对其它粘度测定条件的设定的说明。

如图3所示那样，准备作业完成而由测定者操作输入部18输入粘度测定开始指令(步骤S1)后，总括控制部11向旋转控制部12输出旋转指令。然后，旋转控制部12控制交替或同时将二组电磁铁4励磁的周期，进行控制从而以从总括控制部11指令的转数N0使旋转磁场旋转(步骤S2)。由此对旋转体3赋予旋转转矩而让旋转体3旋转驱动。旋转体3旋转驱动后，总括控制部11对照射部5输出电力来开启照射部5，开始向样品容器2内的旋转体3照射光(步骤S3)。这种情况下，虽未图示，但总括控制部11开启照射部5，并且还对受光部6的光检测器6B输出电力来开启光检测器6B。另外，开启照射部5以及光检测器6B的定时可以是不同的定时，例如可以构成为在开启粘度测定装置1的电源时、或测定者输入粘度测定开始指令时开启照射部5以及光检测器6B。关于关闭后述的照射部5以及光检测器6B的定时也同样。

接下来，受光数据取得部13基于来自总括控制部11的数据取得指令开始取得从光检测器6B的多个受光元件S输出的受光数据(步骤S4)。受光数据取得部13进行的受光数据的取得，根据从光检测器6B输入的输入数据之中每隔预先设定的给定的短时间进行。受光数据取得部13每隔给定的短时间运算对多个受光元件S取得的受光数据的平均值，取得该平均值，作为表示反射光的强度的受光强度。如此，通过综合评价多个受光元件S的受光数据来取得受光强度，能取得精度良好地反映了反射光的强度的时间序列数据D。另外，从多个受光元件S的受光数据运算受光强度的运算方法可以是不同的运算方法，例如构成为运算在多个受光元件S的每个取得的受光数据的累积值，取得该累积值作为受光强度。

受光数据取得部13进行预先设定的给定时间的受光数据以及受光强度的取得，取得受光强度的给定时间内的时间序列数据D(步骤S5“否”)。时间序列数据D的取得完成后(步骤S5“是”)，受光数据取得部13将该时间序列数据D存储在受光数据存储部14(步骤S6)。图4的步骤S4、S5所示的图表表示时间序列数据D的一例，如从该图表所明确的那样，可知旋转体3每1次旋转就描绘恒定的波形那样受光强度具有周期性或规则性而变动。受光强度的变动的产生和旋转体3的转数无关，例如在将旋转磁场的转数N0设定为高速来使旋转体3以高速旋转的情况下，虽然时间序列数据D的波形的周期变短，但还是能取得呈现出受光强度的周期性或规则性的时间序列数据D。另外，在图4所示的示例中示出旋转体3旋转约5次的时间序列数据D，但只要能取得旋转体3至少旋转1次以上的时间序列数据D即可，例如，可以构成为通过在受光数据取得部13变更用于取得受光数据的给定时间的设定，取得旋转体3旋转不同次数的时间序列数据D。

接下来，旋转速度运算部15基于来自总括控制部11的运算指令，从受光数据存储部14读入时间序列数据D，运算旋转体3的转数Na(步骤S7)。具体地，例如如图4的步骤S7所示那样，测量时间序列数据D的相邻的谷与谷间的时间T1(sec)、即旋转体3的1次旋转所需要的时间T1。然后，旋转速度运算部15使用图4的步骤S7所示的给定的运算式，根据测量的时间T来运算旋转体3的转数Na(rpm)。这种情况下，在时间序列数据D的全部的相邻的谷与谷间进行时间T1的测定(图4的示例中为4处)，将多个时间T1、T1··的平均值用在旋转体3的转数Na的运算中，通过如此构成，能更加精度良好地进行旋转体3的转数Na的运算。另外，时间序列数据D由于每次粘度η的测定不同，因此能对应于时间序列数据D的波形适宜设定测定点，例如可以不是如图4的步骤S7所示那样测量时间序列数据D的下限的峰值彼此间的时间，而是测量时间序列数据D的上限的峰值彼此间的时间，也可以测量时间序列数据D的受光强度示出相同值的测定点彼此间的时间。

接下来，将由旋转速度运算部15运算的旋转体3的转数Na输出给粘度运算部16。粘度运算部16基于来自总括控制部11的运算指令读入存储于标准数据存储部17的标准数据，并读入从旋转控制部12对旋转体3赋予的旋转磁场的转数N0，基于这些标准数据以及旋转磁场的转数N0、和从旋转速度运算部15输入的旋转体3的转数Na来运算样品2A的粘度η(步骤S8)。具体地，粘度运算部16运算旋转磁场的转数N0与旋转体3的转数Na的转数差ΔN(＝N0-Na)，根据该转数差ΔN和旋转体3的转数Na来运算一次式的斜率ΔN/Na，基于该斜率ΔN/Na和标准数据来运算样品2A的粘度η(cP)。将以粘度运算部16运算的粘度η和因旋转速度运算部15运算的旋转体3的转数Na一起从总括控制部11自动显示在显示部19(步骤S9)。另外，虽未图示，但粘度η的测定完成后，总括控制部11切断向照射部5以及光检测器6B的电力的输出来关闭照射部5以及光检测器6B，并向旋转控制部12输出停止指令来停止旋转体3的旋转。

如以上那样，本第1实施方式的粘度测定装置1，将过去不可能的基于光学手段对旋转体3的转数Na的测定实用化。即，已知若对粗面照射光，则从粗面的不同场所反射来的光波相互干涉，干涉的结果，产生的光的空间上的强度分布也变得随机，形成所谓的「光斑图案」。本发明的发明者们进行试错的结果，发现若有效活用该斑点的性质，就能简易地进行旋转体3的转数的检测的构思，根据该构思，在通常具有光滑的曲面的旋转体3的旋转面特意形成凹凸部3A，变更凹凸部3A的大小等的实验条件并反复受光数据的解析。然后发现在对形成给定的凹凸部3A的旋转体3照射光而得到的时间序列数据D有恒定的周期性或规则性，通过采用上述的本发明所涉及的构成，终于能用市售的比较廉价的光检测器6B等来精度良好地检测旋转体3的转数N。其结果，能以利用市售的比较廉价的光检测器6B等的简单的控制，进行过去不用高速摄像机等的高价的摄像设备就不可能的高速下的旋转体3的旋转速度的检测，作为结果，终于能在提升粘度测定精度的同时实现粘度测定装置1的大幅的制造成本削减以及紧凑化。

[第2实施方式]

基于图5～图10来说明第2实施方式的粘度测定装置1。在本第2实施方式中，示出将本发明所涉及的旋转速度检测装置应用在粘度测定装置1进行的配置角度α的运算以及粘度η的运算中的示例。另外，对和上述第1实施方式共通的部分省略说明，仅说明和上述第1实施方式不同的部分。如图5所示那样，本第2实施方式中的受光部6，由配设在旋转体3的旋转方向上游侧的上游侧受光部61、和配设在旋转体3的旋转方向下游侧的下游侧受光部62构成。上游侧受光部61以及下游侧受光部62，分别具备透镜6A、光检测器6B、和滤光器6C。

如图6(a)所示那样，上游侧受光部61的光检测器6B和下游侧受光部62的光检测器6B，以相对于旋转体3的旋转中心CL错开配置角度α的状态配设。在图6(a)中，将配置角度α设定为稍小于90度的角度，但也可以如使2个光检测器6B相邻那样将配置角度α设定为小的角度，反之，也可以如使2个光检测器6B夹着旋转体3的旋转轴心CL位于相反侧那样将配置角度α设定为大的角度。上游侧受光部61以及下游侧受光部62的光检测器6B和上述第1实施方式同样地配设，由多个受光元件S并排配置的一维的光检测器(例如一维光电二极管阵列等)构成，多个受光元件S的受光面与被照射光的旋转体3的旋转面对置，且多个受光元件S在与旋转体3的旋转方向正交的方向上排列。

图6(b)例示第2实施方式的另外形态。如图6(b)所示那样，光检测器6B并不限于图6(a)所示的一维的光检测器，也可以是多个受光元件S二维并排配置的二维的光检测器。图6(b)所示的光检测器6B进行配设，使多个受光元件S的受光面与被照射光的旋转体3的旋转面对置，且多个受光元件S在旋转体3的旋转方向以及与旋转体3的旋转方向正交的方向上排列。另外，在图6(a)以及(b)所示的光检测器6B的情况下，可以构成为多个受光元件S全都作为受光部6发挥功能，但也可使多个受光元件S的一部分作为受光部6发挥功能，在作为受光部6发挥功能的受光元件S故障的情况下，将其它受光元件S作为预备的受光元件S有效利用。

如图5所示那样，控制装置10还具备：运算上游侧受光部61的光检测器6B和下游侧受光部62的光检测器6B的配置角度α的角度运算部14A；和存储由角度运算部14A运算出的配置角度α的角度存储部14B。

将基于图7(a)以及图8由控制装置10执行的配置角度运算控制的具体内容替换为粘度测定装置1的操作次序来进行说明。配置角度α的运算，在粘度测定装置1的出厂调整时、或通过光检测器6B的保养等变更配置角度α时进行。首先，作为配置角度取得的准备作业，作业者将样品2A和旋转体3一起放入样品容器2，设置在粘度测定装置1。

如图7(a)所示那样，若准备作业完成而由作业者操作输入部18输入角度测定开始指令(步骤S11)，则总括控制部11对旋转控制部12输出旋转指令，从而旋转控制部12进行控制，以从总括控制部11指令的转数N0使旋转磁场旋转(步骤S12)。若旋转体3旋转驱动，则总括控制部11对照射部5输出电力来开启照射部5，开始向样品容器2内的旋转体3照射光(步骤S13)。

接下来，受光数据取得部13基于来自总括控制部11的数据取得指令开始取得从光检测器6B的多个受光元件S输出的受光数据(步骤S14)。受光数据取得部13进行的受光数据的取得，根据从光检测器6B输入的输入数据之中每隔预先设定的给定的短时间进行。受光数据取得部13每隔给定的短时间，运算对多个受光元件S取得的受光数据的平均值，取得该平均值，作为表示反射光的强度的受光强度。受光数据取得部13进行预先设定的给定时间的受光数据以及受光强度的取得，取得受光强度的给定时间内的时间序列数据D(步骤S15“否”)。时间序列数据D的取得完成后(步骤S15“是”)，则受光数据取得部13将该时间序列数据D存储在受光数据存储部14(步骤S16)。到此为止的步骤S11～S16的内容是和上述第1实施方式的步骤S1～S6同样的控制内容，但如图8的步骤S14、S15所示那样，在本第2实施方式中，作为时间序列数据D，同时取得上游侧受光部61的光检测器6B的时间序列数据D1、和下游侧受光部62的光检测器6B的时间序列数据D2。另外，在图8所示的示例中示出旋转体3旋转约5次的时间序列数据D1、D2，但和上述第1实施方式同样，也可以构成为取得旋转体3旋转不同次数的时间序列数据D1、D2。

接下来，角度运算部14A基于来自总括控制部11的运算指令，从受光数据存储部14读入时间序列数据D1、D2，来运算上游侧受光部61的光检测器6B和下游侧受光部62的光检测器6B的配置角度α(步骤S17)。具体地，例如如图8的步骤S17所示那样，测量时间序列数据D1的相邻的谷与谷间的时间T1(sec)即测量旋转体3旋转1次所需要的时间T1、和时间序列数据D1的谷与和其对应的时间序列数据D2的谷间的时间T2(sec)即2个光检测器6B的检测时间差。另外，时间T1也可以根据时间序列数据D2测量。然后，角度运算部14A使用图8的步骤S17所示的给定的运算式，根据测量到的时间T1、T2来运算上游侧受光部61的光检测器6B和下游侧受光部62的光检测器6B的配置角度α。将以角度运算部14A运算出的配置角度α存储在角度存储部14B，用在旋转速度运算部15进行的旋转体3的角速度ω的运算中(步骤S18)。由此，例如即使不将2个光检测器6B正确定位而配置，也能操作简单且正确地运算2个光检测器6B的配置角度α。另外，在作业者能正确测定2个光检测器6B的配置角度α的情况下，或在能使用夹具等将2个光检测器6B正确定位而配置的情况下等，也可以构成为废止角度运算部14A，通过作业者操作输入部18来将测定出的配置角度α、定位的配置角度α输入到角度存储部14B。

将基于图7(b)以及图9由控制装置10执行的旋转速度运算控制的具体内容替换成粘度测定装置1的操作次序来进行说明。首先，作为粘度测定装置1的操作的准备作业，测定者将测定粘度η的样品2A和旋转体3一起放入样品容器2，设置在粘度测定装置1。如图7(b)所示那样，准备作业完成而由作业者操作输入部18输入粘度测定开始指令(步骤S21)后，总括控制部11对旋转控制部12输出旋转指令，从而旋转控制部12进行控制以从总括控制部11指令的转数N0来使旋转磁场旋转(步骤S22)。旋转体3旋转驱动后，总括控制部11对照射部5输入电力来开启照射部5，开始向样品容器2内的旋转体3照射光(步骤S23)。

接下来，受光数据取得部13基于来自总括控制部11的数据取得指令开始取得从光检测器6B的多个受光元件S输出的受光数据(步骤S24)。由受光数据取得部13进行的受光数据的取得，根据从光检测器6B输入的输入数据之中每隔预先设定的给定的短时间进行。受光数据取得部13每隔给定的短时间，运算对多个受光元件S取得的受光数据的平均值，取得该平均值作为表示反射光的强度的受光强度。受光数据取得部13进行预先设定的给定时间受光数据以及受光强度的取得，取得受光强度的给定时间内的时间序列数据D(步骤S25“否”)。时间序列数据D的取得完成后(步骤S25“是”)、则受光数据取得部13将该时间序列数据D存储在受光数据存储部14(步骤S26)。到此为止的步骤S21～S26的内容和上述第1实施方式的步骤S1～S6是同样的控制内容，但如图9的步骤S24、S25所示那样，在本第2实施方式中，作为时间序列数据D，同时取得上游侧受光部61的光检测器6B的时间序列数据D1、和下游侧受光部62的光检测器6B的时间序列数据D2。另外，在本第2实施方式中，将用于在受光数据取得部13取得受光数据的给定时间设定为短于上述第1实施方式中的给定时间的时间。图9的步骤S24、S25所示的图表，表示时间序列数据D1、D2的一例，如从该图表所明确的那样，可知时间序列数据D1、D2的受光强度的波形具有周期性或规则性，这些波形带着时间差进行变动。另外，在图9所示的示例中，示出旋转体3旋转约1/2次的时间序列数据D1、D2，但只要能取得旋转体3不足1次旋转的时间序列数据D1、D2即可，例如，可以构成为通过变更用于在受光数据取得部13取得受光数据的给定时间的设定，来取得旋转体3旋转不同的角度的时间序列数据D1、D2。

接下来，旋转速度运算部15基于来自总括控制部11的运算指令，从受光数据存储部14读入时间序列数据D1、D2，并从角度存储部14B读入配置角度α，来运算旋转体3的转数Na(步骤S27)。具体地，例如如图9的步骤S27所示那样，测量时间序列数据D1的谷与和其对应的时间序列数据D2谷间的时间T2(sec)即2个光检测器6B的检测时间差。然后，旋转速度运算部15使用图9的步骤S27所示的2个给定的运算式，根据测量出的时间T2和配置角度α来运算旋转体3的角速度ω(rad/s)，并根据运算出的角速度ω来运算旋转体3的转数Na(rpm)。

接下来，将以旋转速度运算部15运算出的旋转体3的转数Na输出给粘度运算部16。粘度运算部16读入存储于标准数据存储部17的标准数据，并读入从旋转控制部12对旋转体3赋予的旋转磁场的转数N0，基于这些标准数据以及旋转磁场的转数N0、和从旋转速度运算部15输入的旋转体3的转数Na来运算样品2A的粘度η(步骤S28)。然后，将以粘度运算部16运算出的粘度η和以旋转速度运算部15运算出的旋转体3的转数Na一起从总括控制部11自动显示在显示部19(步骤S29)。另外，粘度η的运算由于和上述第1实施方式同样，因此省略详细的说明。

图10例示第2实施方式的另外形态。即，在上述第2实施方式中，示出了在上游侧受光部61以及下游侧受光部62分别具备透镜6A、光检测器6B、和滤光器6C的示例，但也可以如图10(a)以及(b)所示那样，构成为单一的光检测器6B作为上游侧受光部61以及下游侧受光部62发挥功能。这种情况下，通过共用附属于光检测器6B的透镜6A以及滤光器6C，能简化受光部6的结构，能谋求制造成本削减。以下具体说明图10(a)以及(b)的内容。

如图10(a)所示那样，光检测器6B由多个受光元件S并排配置的一维的光检测器构成。光检测器6B进行配设，使多个受光元件S的受光面与被照射光的旋转体3的旋转面对置，且多个受光元件S在旋转体3的旋转方向上排列。并且，构成为多个受光元件S当中最靠旋转方向上游侧的受光元件S作为上游侧受光部61发挥功能，多个受光元件S当中最靠旋转方向下游侧的受光元件S作为下游侧受光部62发挥功能。即，控制装置10基于从作为上游侧受光部61的受光元件S取得的时间序列数据D1、和从作为下游侧受光部62的受光元件S取得的时间序列数据D2来执行图7(a)以及图8所示的配置角度运算控制，执行图7(b)以及图9所示的旋转速度运算控制。另外，在图10(a)所示的示例中，构成为最靠旋转方向上游侧以及下游侧的受光元件S作为上游侧受光部61以及下游侧受光部62发挥功能，但也可以构成为这些受光元件S以外的受光元件S作为上游侧受光部61以及下游侧受光部62发挥功能。另外，也可以构成为在作为上游侧受光部61以及下游侧受光部62发挥功能的受光元件S发生故障的情况下，将其它受光元件S作为上游侧受光部61以及下游侧受光部62使用。这种情况下，通过再度执行图7(a)以及图8所示的配置角度运算控制，能运算变更后的配置角度α。由此能将其它受光元件S作为预备的受光元件S有效利用。

另外，也可以如图10(b)所示那样，由多个受光元件S二维并排配置的二维的光检测器构成光检测器6B。图10(b)所示的光检测器6B进行配设，使多个受光元件S的受光面与被照射光的旋转体3的旋转面对置，并且多个受光元件S在旋转体3的旋转方向以及与旋转体3的旋转方向正交的方向上排列。并且，构成为多个受光元件S当中最靠旋转方向上游侧的一列的多个受光元件S作为上游侧受光部61发挥功能，多个受光元件S当中最靠旋转方向下游侧的一列的多个受光元件S作为下游侧受光部62发挥功能。由此，不仅具有和图10(a)所示的一维的光检测器同样的好处，还能通过从对多个受光元件S取得的受光数据取得时间序列数据D1、D2，来精度良好地评价反射光的强度。

如以上那样，本第2实施方式的粘度测定装置1，在上述第1实施方式中示出的粘度测定装置1加入了进一步的改良。即，在要测定比较高粘度的物质的粘度η的情况下，旋转体3由于粘性阻力而难以旋转，若要在上述第1实施方式的旋转速度检测控制下检测旋转体3的1次旋转以上的旋转，则会出现时间序列数据D的取得花费时间而不能进行迅速的粘度测定这样新的课题。为此，在本第2实施方式中，通过采用上述的本发明所涉及的构成，以至于能在短时间内迅速取得上游侧受光部61以及下游侧受光部62的时间序列数据D1、D2并进行迅速的粘度测定。而且，能使用通过上述的配置角度运算控制而运算出的正确的配置角度α，来精度良好地运算旋转体3的转数Na，作为结果，终于能提升粘度测定装置1的粘度测定精度。

[另外实施方式]

(1)上述第1以及第2实施方式所示的对旋转体3的照射部5以及受光部6的配置是作为一例示出，也可以考虑粘度测定装置1的紧凑化等，而在相对于旋转体3不同的位置配置照射部5以及受光部6。具体地，例如可以如图11(a)所示那样，将照射部5配置在旋转体3正上方位置，将受光部6配置在电磁铁4的上侧。另外，例如也可以如图11(b)所示那样，配置得照射部5以及受光部6位于电磁铁4与电磁铁4间，位于和旋转体3以及电磁铁4相同或大致相同的高度。

(2)上述第1以及第2实施方式所示的对旋转体3赋予旋转磁场的结构是作为一例示出，例如也可以如图11(c)所示那样，构成为通过电动马达M等的驱动单元使配置于旋转体3的下方的永久磁铁4A绕着旋转中心CL旋转驱动，由此对旋转体3赋予旋转磁场。这种情况下也和上述(1)同样，可以将照射部5以及受光部6如图11(c)所示那样配置在和旋转体3相同或大致相同的高度，虽未图示，但可以相对于旋转体3配置在上侧或下侧。

(3)上述第1以及第2实施方式所示的旋转体3以及样品容器2的结构是作为一例示出，作为旋转体3以及样品容器2的形状或结构，也可以采用不同的形状或结构。具体地，例如也可以如图11(d)所示那样，构成为以培养皿状的容器构成样品容器2，对浮在样品容器2内的样品2A的表面的圆板状的旋转体3赋予旋转磁场。这种情况下，构成为在圆板状的旋转体3的上表面、下表面或外周面形成凹凸部3A，用相对于旋转体3配置在上侧、下侧或外周的照射部5以及受光部6检测转体3的转数Na等即可。另外，在图11(d)中，示出在旋转体3的上表面形成凹凸部3A、相对于旋转体3在上侧配置照射部5以及受光部6的示例。

(4)在上述第1以及第2实施方式中，在粘度运算部16进行的粘度η的运算的关系上，示出了以旋转速度运算部15运算旋转体3的转数Na(rpm)的示例，但在本发明的旋转速度的概念中，转数以及角速度都包含在内，例如在上述第1实施方式中，可以构成为旋转速度运算部15运算旋转体3的角速度ω(rad/s)，粘度运算部16使用以旋转速度运算部15运算出的角速度ω来运算粘度η，或者根据角速度ω运算出转数Na来运算粘度η。另外，在上述第2实施方式中也同样构成为，粘度运算部16使用以旋转速度运算部15运算出的角速度ω来运算粘度η，或者根据角速度ω运算出转数Na来运算粘度η。

(5)在上述第2实施方式中，示出了使用从上游侧受光部61以及下游侧受光部62两方取得的时间序列数据D1、D2来执行旋转速度运算控制的示例，但也可以构成为以上述第2实施方式的图5所示的粘度测定装置1的整体构成，从上游侧受光部61以及下游侧受光部62的任一方取得旋转体3旋转1次以上的时间序列数据D，来进一步执行上述第1实施方式的图3以及图4所示的旋转速度运算控制。具体地，例如在测定比较的高粘度的物质的粘度η的情况下，执行上述第2实施方式的旋转速度运算控制，在测定比较的低粘度的物质的粘度η的情况下，执行上述第1实施方式的旋转速度运算控制，以这样的形态，可以兼顾上述第1以及第2实施方式的2个旋转速度运算控制。由此，能够实现充分利用上述2个旋转速度运算控制各自的好处的精度更佳的粘度η的测定。这种情况下，构成为例如在控制装置10设置变更上述2个旋转速度运算控制的控制形态变更部(未图示)，通过测定者进行的来自输入部18的输入或控制装置10的自动的判断变更上述2个旋转速度运算控制即可。

(6)在上述第1以及第2实施方式中，示出将本发明所涉及的旋转速度检测装置应用在粘度测定装置1的示例，但除了粘度测定装置1以外还能应用在各种设备的旋转速度的检测中。具体地，例如可以如图11(e)所示那样，构成为在用在各种车辆、各种作业装备、工业机械等旋转驱动部的车轴或输出轴等旋转部的旋转速度的检测中的旋转检测器K1中，在圆柱状或圆板状的旋转部J1的外周面形成凹凸部3A(在旋转部J1的外周面有相当于凹凸部3A的粗面的情况下也可以不形成凹凸部3A)，在旋转部J1的外周配置照射部5以及受光部6，用本发明所涉及的旋转速度检测装置的原理检测旋转部J1的旋转速度。这种情况下，不像脉冲编码器等那样在旋转部J1的外周面形成规则的凹凸也可以，还有能谋求旋转部J1的制造成本削减的好处。另外，也可以将凹凸部3A形成在旋转部J1的侧面，在与旋转部J1的侧面对置的位置配置照射部5以及受光部6。另外，例如也可以如图11(f)所示那样，在用在马达、发动机、流体设备等各种旋转设备的旋转轴等旋转部的旋转速度的检测中的便携式或固定式的非接触式旋转计K2中，在圆柱状或圆板状的旋转部J2的外周面形成凹凸部3A(在旋转部J2的外周面具有相当于凹凸部3A的粗面的情况下，也可以不形成凹凸部3A)，用本发明所涉及的旋转速度检测装置的原理检测各种旋转设备的旋转部J2的旋转速度。这种情况下，也可以在旋转部J2的侧面(端面)形成凹凸部3A，在与旋转部J2的侧面(端面)对置的位置配置照射部5以及受光部6。

产业上的利用可能性

本发明的旋转速度检测装置以及旋转速度检测方法，不仅能利用在粘度测定装置1、旋转检测器K1或非接触式旋转计K2中，还能利用在检测旋转体的旋转速度的各种设备中。

标号的说明

1 粘度测定装置

2 样品容器

2A 样品

3 旋转体

3A 凹凸部

4 电磁铁

5 照射部

6 受光部

6B 光检测器

61 上游侧受光部

62 下游侧受光部

12 旋转控制部

13 受光数据取得部

14A 角度运算部

14B 角度存储部

15 旋转速度运算部

16 粘度运算部

D 时间序列数据

D1 时间序列数据

D2 时间序列数据

N0 旋转磁场的转数

Na 旋转体的转数

P1 顶部间的距离

P2 底部间的距离

S 受光元件

T1 时间

T2 时间

α 配置角度

η 粘度

Claims (14)

1.一种旋转速度检测装置，具有：

旋转体；

对该旋转体照射激光的照射部；

接受从该照射部照射到所述旋转体而反射的、形成了光斑图案的光的受光部；

取得由该受光部接受到的受光数据的受光数据取得部；和

基于由该受光数据取得部取得的受光数据来运算所述旋转体的旋转速度的旋转速度运算部，

其中，所述旋转体是放入由能透光的透明或半透明的材质构成的容器中的、具有比该容器的底部内面的曲率半径小的曲率半径的球体，在其旋转面具有不规则的凹凸部，

所述照射部配置得使所述激光的光轴与所述旋转体的旋转轴心大致一致，向以所述旋转轴心为中心的圆形的区域照射所述激光，

所述受光部，由配置成与被照射激光的旋转体的面对置的单一的受光部构成，

所述受光数据取得部，取得受光强度以周期性变动从而所述旋转体每1次旋转时描绘恒定的波形的、在所述凹凸部反射的光的受光数据的时间序列数据，

所述旋转速度运算部根据所述时间序列数据的周期性来运算所述旋转体的旋转速度。

2.根据权利要求1所述的旋转速度检测装置，其中，

所述凹凸部中，相邻的凹部的底部间以及相邻的凸部的顶部间的距离为所述旋转体的最大周长的100分之1以下、且从所述照射部照射的光的波长的10倍以上的长度。

3.根据权利要求1或2所述的旋转速度检测装置，其中，

所述凹凸部通过表面研磨加工被形成在所述旋转体的旋转面。

4.根据权利要求1或2所述的旋转速度检测装置，其中，

所述受光数据取得部取得所述旋转体的旋转1次以上的所述时间序列数据，

所述旋转速度运算部从所述旋转体的旋转1次以上的时间序列数据测定所述旋转体旋转1次所需要的时间，根据该时间来运算所述旋转体的旋转速度。

5.根据权利要求4所述的旋转速度检测装置，其中，

所述受光部具有配设为与被所述照射部照射的所述旋转体的旋转面对置、且在与所述旋转体的旋转方向正交的方向上排列的多个受光元件，

所述受光数据取得部综合评价从所述多个受光元件检测到的受光数据来取得所述时间序列数据。

6.根据权利要求1或2所述的旋转速度检测装置，其中，

所述受光部，将从所述照射部照射到所述旋转体而反射的光，不经由透镜地接受。

7.根据权利要求1或2所述的旋转速度检测装置，其中，

还具有配设在比所述受光部更靠所述旋转体的旋转方向下游侧的下游侧受光部，

所述受光数据取得部同时取得所述受光部以及所述下游侧受光部各自的受光数据的时间序列数据，

所述旋转速度运算部使用以所述受光部和所述下游侧受光部同时取得的各时间序列数据来运算所述旋转体的旋转速度。

8.根据权利要求7所述的旋转速度检测装置，其中，

所述受光数据取得部取得所述旋转体的不足1次旋转的所述时间序列数据，

所述旋转速度运算部根据所述旋转体的不足1次旋转的各时间序列数据、和相对于所述旋转体的旋转轴心的所述受光部以及所述下游侧受光部的配置角度来运算所述旋转体的旋转速度。

9.根据权利要求8所述的旋转速度检测装置，其中，

所述旋转速度检测装置具有：

运算所述配置角度的角度运算部；和

存储以该角度运算部运算出的配置角度的角度存储部，

所述受光数据取得部取得所述旋转体的旋转1次以上的所述受光数据的时间序列数据作为角度运算用的时间序列数据，

所述角度运算部根据所述角度运算用的各时间序列数据来运算所述配置角度，

所述旋转速度运算部使用以所述角度运算部运算并存储于所述角度存储部的配置角度来运算所述旋转体的旋转速度。

10.根据权利要求7所述的旋转速度检测装置，其中，

所述受光部以及所述下游侧受光部，将从所述照射部照射到所述旋转体而反射的光，不经由透镜地接受。

11.根据权利要求7所述的旋转速度检测装置，其中，

所述受光部以及所述下游侧受光部，分别具有：配置成与被激光照射的所述旋转体的面对置、并且将照射到所述旋转体而反射的光成像的透镜；以及，配置成位于所述透镜的光轴上、并且对成像的反射光的受光数据进行检测的光检测器。

12.一种粘度测定装置，使用权利要求1～11中任一项所述的旋转速度检测装置，其中，

所述粘度测定装置具有：

从所述容器的外部对所述旋转体赋予旋转磁场的磁铁；

控制所述旋转磁场的旋转速度的旋转控制部；和

运算与所述旋转体一起放入所述容器的样品的粘度的粘度运算部，

所述粘度运算部使用由所述旋转速度运算部运算的所述旋转体的旋转速度、和所述旋转磁场的旋转速度来运算样品的粘度。

13.一种旋转速度检测方法，以受光部接受从照射部向旋转体照射激光而反射的、形成了光斑图案的光，基于该受光部接受到的受光数据来运算所述旋转体的旋转速度，

其中，所述旋转速度检测方法具有：

准备步骤，在能透光的透明或半透明的材质构成的容器中，放入作为具有比该容器的底部内面的曲率半径小的曲率半径的球体的所述旋转体；

受光数据取得步骤，对在旋转面具有不规则的凹凸部的所述旋转体向以所述旋转轴心为中心的圆形的区域照射激光，使得所述旋转体的旋转轴心与光轴大致一致，由单一的受光部取得受光强度以周期性变动从而所述旋转体每1次旋转时描绘恒定的波形的、在所述旋转体的凹凸部反射的光的受光数据的时间序列数据；和

旋转速度运算步骤，根据所述时间序列数据的周期性来运算所述旋转体的旋转速度。

14.一种旋转体，用在权利要求13所述的旋转速度检测方法中，其中，

所述凹凸部中，相邻的凹部的底部间以及相邻的凸部的顶部间的距离为所述旋转体的最大周长的100分之1以下、且从所述照射部照射的光的波长的10倍以上的长度。