JP2002062239A

JP2002062239A - 粘度測定装置

Info

Publication number: JP2002062239A
Application number: JP2000250258A
Authority: JP
Inventors: Yoichiro Muroga; 陽一郎室賀; Tetsuo Osuga; 哲夫大須賀
Original assignee: Ishikawajima Kenzai Kogyo Co Ltd; Ishikawajima Construction Materials Co Ltd
Current assignee: Ishikawajima Kenzai Kogyo Co Ltd; Ishikawajima Construction Materials Co Ltd
Priority date: 2000-08-21
Filing date: 2000-08-21
Publication date: 2002-02-28

Abstract

(57)【要約】【課題】コンクリートやモルタル等の粘性物の粘度を
簡便に測定する。【解決手段】コンクリートやモルタル等の被測定物で
ある試料Ｓが収容される槽２と、槽２に収容された試料
Ｓに沈入される測定子３と、測定子３の試料Ｓへの沈入
速度を検出する検出部４とから粘度測定装置１を構成す
る。試料Ｓへ沈入する測定子３の上下の２点に設けられ
た測定点Ａ、Ｂを検出するセンサ２３と、センサ２３か
らの検出結果に基づいて、測定子３の沈入速度を求める
計測器２４とから検出部４を構成する。測定点Ａ、Ｂに
測定片１５Ａ、１５Ｂを設け、センサ２３に、測定片１
５Ａ、１５Ｂが接触する検出片２５を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば、コンク
リートやモルタル等の粘性物の粘度を測定する粘度測定
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、コンクリートやモルタルを吹
き付けたり、あるいは型枠内へコンクリートやモルタル
を自己充填させる際には、このコンクリートやモルタル
の粘度を用いて施工の指標を作成していた。このため、
例えば、コンクリートやモルタル等の粘度を測定する装
置として、同軸に配置された円筒状の外筒及び内筒間に
試料を入れ、外筒に対して内筒を回転させた際に、内筒
に作用するトルクと試料の粘度とが比例関係にあること
を利用し、トルクを測定して試料の粘度を求める回転粘
度計が用いられていた。

【０００３】この回転粘度計におけるトルク測定では、
例えば、内筒及び内筒を回転させるモータ等の駆動装置
間にばねを介在させ、内筒が試料の粘性による抵抗トル
クを受けることでばねに生じるねじれ角を測定し、その
ねじれ角から試料の粘度を測定するようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
構造の回転粘度計は、比較的高価な測定装置であるとと
もに、測定手順やデータ処理が煩雑で、厳密性が要求さ
れるため、簡便に粘度測定を行うことができる装置が要
求されている。

【０００５】この発明は、上記事情に鑑みてなされたも
ので、例えば、コンクリートやモルタル等の粘性物の粘
度を低コストにて簡便に測定することが可能な粘度測定
装置を提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の粘度測定装置は、コンクリートやモ
ルタル等の被測定物である試料が収容される槽と、該槽
に収容された前記試料に沈入される測定子と、該測定子
の前記試料への沈入速度を検出する検出部とを有し、前
記測定子の重量と沈入速度とを変数とする直線の傾きか
ら前記試料の粘度を求める粘度測定装置であって、前記
検出部は、前記試料へ沈入する前記測定子の上下の複数
箇所に設けられた測定点を検出するセンサと、該センサ
からの検出結果に基づいて、前記測定子の沈入速度を求
める計測器とを有することを特徴としている。

【０００７】このように、槽に収容された試料に沈入さ
せた測定子の上下の測定点を検出するセンサからの検出
結果に基づいて、極めて容易に、測定子の沈入速度を求
め、この測定子の沈入速度と重量とを変数とする直線の
傾きから試料の粘度を求めることができる。また、簡略
的な構造であるので、従来から用いられている回転粘度
計と比較して、低コストにて容易に粘度を測定すること
ができる。

【０００８】請求項２記載の粘度測定装置は、請求項１
記載の粘度測定装置において、前記測定点に、側方へ突
出された測定片が設けられ、前記センサには、前記試料
に沈入する前記測定子の前記測定片が接触される検出片
が設けられ、前記センサは、前記検出片が接触したこと
を検出することを特徴としている。

【０００９】つまり、測定子を試料へ沈入させるだけ
で、この測定子の測定点に設けられた測定片をセンサの
検出片へ接触させて検出させて、測定点間の変位時間か
ら、極めて容易に、測定子の沈入速度を求めて試料の粘
度を割り出すことができる。

【００１０】請求項３記載の粘度測定装置は、請求項１
記載の粘度測定装置において、前記センサが、前記測定
点を光学的に検出する非接触タイプのセンサであること
を特徴としている。

【００１１】すなわち、測定子を試料へ沈入させるだけ
で、この測定子の測定点をセンサが非接触にて検出し、
測定点間の変位時間から、極めて容易に、測定子の沈入
速度を求めて試料の粘度を割り出すことができる。

【００１２】請求項４記載の粘度測定装置は、コンクリ
ートやモルタル等の被測定物である試料が収容される槽
と、該槽に収容された前記試料に沈入される測定子と、
該測定子の前記試料への沈入速度を検出する検出部とを
有し、前記測定子の重量と沈入速度とを変数とする直線
の傾きから前記試料の粘度を求める粘度測定装置であっ
て、前記検出部は、前記試料へ沈入する前記測定子に設
けられた測定点の変位を検出するセンサと、該センサか
らの検出結果に基づいて、前記測定子の沈入速度を求め
る計測器とを有することを特徴としている。

【００１３】つまり、槽に収容された試料に測定子を沈
入させることにより、測定子の測定点の変位を検出する
センサからの検出結果に基づいて、極めて容易に、測定
子の沈入速度を求め、この測定子の沈入速度と重量とを
変数とする直線の傾きから試料の粘度を求めることがで
きる。また、簡易的な構造であるので、従来から用いら
れている回転粘度計と比較して、低コストにて容易に粘
度を測定することができる。

【００１４】請求項５記載の粘度測定装置は、請求項４
記載の粘度測定装置において、前記測定点に、鉄芯が設
けられ、前記センサは前記鉄芯が通過可能な筒状のソレ
ノイドからなり、前記計測器は、前記試料へ沈入される
測定子の前記鉄芯が前記ソレノイド内を通過した際に、
このソレノイドにて発生する起電力から前記測定子の沈
入速度を求めることを特徴としている。

【００１５】すなわち、測定子を試料へ沈入させるだけ
で、この測定子の測定点に設けられた鉄芯の変位がソレ
ノイドからなるセンサによって検出され、単位時間あた
りの変位量から、極めて容易に、測定子の沈入速度を求
めて試料の粘度を割り出すことができる。また、測定子
の測定点の変位を時系列的に求めることができ、測定子
の平均沈入速度も容易に求めることができる。

【００１６】請求項６記載の粘度測定装置は、請求項１
〜５のいずれか１項記載の粘度測定装置において、シャ
フトと、該シャフトの先端部に設けられて前記試料内に
埋設される安定板とから構成されていることを特徴とし
ている。

【００１７】このように、測定子が、シャフトの先端部
に、試料に埋設される安定板が設けられた簡略的な構造
であるので、装置の低コスト化を図ることができる。

【００１８】請求項７記載の粘度測定装置は、請求項１
〜６のいずれか１項記載の粘度測定装置において、前記
測定子に、異なる重量の重りが着脱可能に装着されるこ
とを特徴としている。

【００１９】つまり、異なる重量の重りを測定子に装着
させることにより、測定子全体の重量を変えることがで
き、これにより、あらゆる試料の粘度を測定することが
できる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の粘度測定装置の実
施の形態例を図面を参照して説明する。図１において、
符号１は、粘度測定装置である。この粘度測定装置１
は、コンクリートやモルタル等の粘性物である試料Ｓが
収容される槽２と、この槽２内の試料Ｓに差し込まれる
測定子３と、この測定子３の沈入速度を検出する検出部
４とを有しいる。

【００２１】ここで、この粘度測定装置１を構成する測
定子３について図２を参照して詳述する。測定子３は、
シャフト１１と、このシャフト１１の下端部に設けら
れ、後述するように測定子３を試料Ｓ中に沈入させた際
に、測定子３をシャフト１１の軸に沿って垂直に沈入さ
せる複数枚の安定板１２とを備えている。

【００２２】安定板１２は、シャフト１１の下端部に、
その軸回りに等間隔で配設された板状の部材で、安定板
１２の向きは、シャフト１１の軸と平行とされている。
図２では、３枚の安定板１２が、１２０°間隔で配設さ
れている。また、安定板１２の材質としては、コンクリ
ートなどの試料Ｓ中に沈入させた際に破損することのな
いように、例えば、銅などの金属板や硬質プラスチック
などの樹脂板が用いられる。

【００２３】一方、シャフト１１の中間部（測定子３を
試料Ｓ中に沈入させた際に試料Ｓから突出する位置）に
は、フランジ１３が形成されている。このフランジ１３
には、例えば、符号１４で示すような重りが、シャフト
１１に着脱自在に支持可能とされ、その結果、フランジ
１３上に支持される重り１４の重量を変えることによ
り、測定子３の重量を変更することができるようになっ
ている。

【００２４】さらに、シャフト１１には、その上方側
の、上下の２点に所定間隔をあけて測定点Ａ、Ｂが設け
られ、これら測定点Ａ、Ｂには、同一方向へ向かって水
平に延在された測定片１５Ａ、１５Ｂが設けられてい
る。

【００２５】検出部４は、床面上に立設された支柱２１
と、この支柱２１の上端近傍にて側方へ延在されたアー
ム２２と、このアーム２２の先端部に設けられたセンサ
２３と、このセンサ２３に接続された測定器２４とを有
している。センサ２３には、検出片２５が設けられてお
り、この検出片２５に前記測定片１５Ａ、１５Ｂが接触
した際に、センサ２３から測定器２４へ検出信号が出力
されるようになっている。

【００２６】次に、上記構成の粘度測定装置１によって
試料Ｓの粘度を測定する場合について説明する。まず、
槽２内にコンクリートやモルタル等の粘度を測定したい
試料Ｓを収容する。槽２内に試料Ｓを満たしたら、測定
子３を垂直に設置する。この場合、測定子３を試料Ｓ中
に沈入させた際に、試料Ｓに対する測定子３のせん断面
積が一定となるように、安定板１２を試料Ｓ内に完全に
埋設させる。

【００２７】次いで、測定子３をその自重により図１に
矢印Ｚで示すように、試料Ｓ中に垂直に沈入させる。こ
のように測定子３を試料Ｓ中に沈入させると、まず、下
方側の測定点Ａの測定片１５Ａがセンサ２３の検出片２
５に接触し、センサ２３から測定器２４へ検出信号が出
力される。その後、測定子３の沈入がさらに進行する
と、上方側の測定点Ｂの測定片１５Ｂがセンサ２３の検
出片２５に接触し、センサ２３から測定器２４へ検出信
号が出力される。

【００２８】これにより、測定器２４では、下方側の測
定片１５Ａが検出片２５に接触した時点から上方側の測
定片１５Ｂが検出片２５に接触した時点までの時間と、
予め入力されていた測定点Ａ、Ｂの所定間隔から、測定
子３の沈入速度が求められる。上記の作業を、重量の異
なる重り１４を取り換えることにより、測定子３の重量
を変えて複数回（実際には３回以上）行い、その結果か
ら、測定子３の重量と沈入速度とを変数とする直線の式
を求める。

【００２９】測定子３の重量と沈入速度との関係を図３
に示す。図中符号Ｌは、測定点Ａ、Ｂの所定間隔、符号
Ｔは、所定間隔Ｌの沈入にかかった時間、符号Ｗは測定
子３の重量、符号Ａは測定子３の安定板１２の全面積で
ある。個々の測定結果を、測定子３の安定板１２の全面
積Ａに対する重量Ｗの割合（Ｗ／Ａ）を横軸、沈入速度
Ｖ（＝Ｌ／Ｔ）を縦軸としてプロットすると、図３にＦ
１で示すような近似直線として表される。そして、この
直線Ｆ１の傾きαから、試料Ｓの粘度μを算出する。こ
こで、この粘度μは、次式（１）にて表される。

【００３０】

【数１】

【００３１】なお、ｈは、安定板１２の表面から試料Ｓ
がせん断される領域を示すもので、例えば、既知粘度の
試料（オイルなど）を用いた試験を行って予め求めたも
のである。

【００３２】したがって、粘度μは、上式（１）から導
かれる次式（２）を用い、直線Ｆ１の傾きαの逆数１／
αから試料Ｓの粘度μが求められる。

【００３３】

【数２】

【００３４】このように、上記の粘度測定装置１によれ
ば、槽２に収容された試料Ｓに測定子３を沈入させるこ
とにより、測定子３の上下の２点の測定片１５Ａ、１５
Ｂが設けられた測定点Ａ、Ｂを検出するセンサ２３から
の検出結果に基づいて、極めて容易に、測定子３の沈入
速度を求め、この測定子３の沈入速度と重量とを変数と
する直線の傾きから試料の粘度を求めることができる。

【００３５】また、簡略的な構造であるので、従来から
用いられている回転粘度計と比較して、低コストにて容
易に粘度を測定することができる。特に、測定子３を試
料Ｓへ沈入させるだけで、この測定子３の測定点Ａ、Ｂ
に設けられた測定片１５Ａ、１５Ｂをセンサ２３の検出
片２５へ接触させて検出させて、測定点Ａ、Ｂ間の変位
時間から、極めて容易に、測定子３の沈入速度を求めて
試料Ｓの粘度を割り出すことができる。また、測定子３
が、シャフト１１の先端部に、試料Ｓに埋設される安定
板１２が設けられた程度の簡略的な構造であるので、装
置の低コスト化を図ることができる。

【００３６】なお、上記の例では、検出片２５に測定片
１５Ａ、１５Ｂが接触したことを検出する接触タイプの
センサ２３を用いたが、例えば、レーザーなどによって
測定子３のシャフト１１の測定点Ａ、Ｂを非接触にて光
学的に検出する非接触タイプのセンサを用いても良いこ
とは勿論である。

【００３７】そして、このように非接触タイプのセンサ
２３を用いた場合も、測定子３を試料Ｓへ沈入させるだ
けで、この測定子３の測定点Ａ、Ｂをセンサ２３が非接
触にて検出し、測定点間の変位時間から、極めて容易
に、測定子３の沈入速度を求めて試料Ｓの粘度を割り出
すことができる。

【００３８】なお、例えば、測定子３のシャフト１１が
摺動可能に挿通される挿通孔を有するガイドを支柱２１
に設けておくことにより、測定子３を傾かせることな
く、試料Ｓへ垂直に沈入させることができる。

【００３９】図４に示すものは、他の実施形態例の粘度
測定装置１である。この粘度測定装置１では、図５にも
示すように、測定子３のシャフト１１に、測定片１５
Ａ、１５Ｂの代わりに測定点Ｃに鉄芯３１が設けられて
おり、また、検出部４に、鉄芯３１が挿通される挿通孔
３２を有する筒状のソレノイド３３からなるセンサ２３
が設けられている。そして、このソレノイド３３からな
るセンサ２３に、計測器２４が接続されて、センサ２３
からの検出信号が入力されるようになっている。

【００４０】そして、上記の粘度測定装置１では、測定
子３の安定板１２を試料Ｓ内に埋設させた状態にて、測
定子３を自重により試料Ｓへ沈入させると、測定子３の
シャフト１１の鉄芯３１がソレノイド３３の挿通孔３２
内を移動することにより、ソレノイド３３にて起電力が
生じ、その起電力からなる検出信号が計測器２４へ出力
される。これにより、計測器２４では、測定点Ｃの変位
を時系列的に求めることができる。したがって、この粘
度測定装置１では、測定子３の平均沈入速度を容易に求
めることができる。

【００４１】このように、槽２に収容された試料Ｓに測
定子３を沈入させることにより、測定子３の測定点Ｃの
変位を検出するソレノイド３３からなるセンサ２３から
の検出結果に基づいて、極めて容易に、測定子３の沈入
速度を求め、この測定子３の沈入速度と重量とを変数と
する直線の傾きから試料Ｓの粘度を求めることができ
る。

【００４２】また、簡易的な構造であるので、従来から
用いられている回転粘度計と比較して、低コストにて容
易に粘度を測定することができる。さらには、測定子３
を試料Ｓへ沈入させるだけで、この測定子３の測定点Ｃ
に設けられた鉄芯３１の変位がソレノイド３３からなる
センサ２３によって検出され、単位時間あたりの変位量
から、極めて容易に、測定子３の沈入速度を求めて試料
Ｓの粘度を割り出すことができる。また、測定子３の測
定点Ｃの変位を時系列的に求めることにより、測定子３
の平均沈入速度も容易に求めることができる。

【００４３】なお、上記の粘度測定装置１によって粘度
を測定することができる被測定物としては、コンクリー
トやモルタルに限定されることはない。

【００４４】

【発明の効果】以上、説明したように、本発明の粘度測
定装置によれば、下記の効果を得ることができる。請求
項１記載の粘度測定装置によれば、槽に収容された試料
に沈入させた測定子の複数箇所の測定点を検出するセン
サからの検出結果に基づいて、極めて容易に、測定子の
沈入速度を求め、この測定子の沈入速度と重量とを変数
とする直線の傾きから試料の粘度を求めることができ
る。また、簡略的な構造であるので、従来から用いられ
ている回転粘度計と比較して、低コストにて容易に粘度
を測定することができる。

【００４５】請求項２記載の粘度測定装置によれば、測
定子を試料へ沈入させるだけで、この測定子の測定点に
設けられた測定片をセンサの検出片へ接触させて検出さ
せて、測定点間の変位時間から、極めて容易に、測定子
の沈入速度を求めて試料の粘度を割り出すことができ
る。

【００４６】請求項３記載の粘度測定装置によれば、測
定子を試料へ沈入させるだけで、この測定子の測定点を
センサが非接触にて検出し、測定点間の変位時間から、
極めて容易に、測定子の沈入速度を求めて試料の粘度を
割り出すことができる。

【００４７】請求項４記載の粘度測定装置によれば、槽
に収容された試料に測定子を沈入させることにより、測
定子の測定点の変位を検出するセンサからの検出結果に
基づいて、極めて容易に、測定子の沈入速度を求め、こ
の測定子の沈入速度と重量とを変数とする直線の傾きか
ら試料の粘度を求めることができる。また、簡易的な構
造であるので、従来から用いられている回転粘度計と比
較して、低コストにて容易に粘度を測定することができ
る。

【００４８】請求項５記載の粘度測定装置によれば、測
定子を試料へ沈入させるだけで、この測定子の測定点に
設けられた鉄芯の変位がソレノイドからなるセンサによ
って検出され、単位時間あたりの変位量から、極めて容
易に、測定子の沈入速度を求めて試料の粘度を割り出す
ことができる。また、測定子の測定点の変位を時系列的
に求めることができ、測定子の平均沈入速度も容易に求
めることができる。

【００４９】請求項６記載の粘度測定装置によれば、測
定子が、シャフトの先端部に、試料に埋設される安定板
が設けられた簡略的な構造であるので、装置の低コスト
化を図ることができる。

【００５０】請求項７記載の粘度測定装置によれば、異
なる重量の重りを測定子に装着させることにより、測定
子全体の重量を変えることができ、これにより、あらゆ
る試料の粘度を測定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の粘度測定装置の構成及
び構造を説明する槽を断面視した側面図である。

【図２】本発明の実施の形態の粘度測定装置を構成す
る測定子を説明する測定子の斜視図である。

【図３】本発明の実施の形態の粘度測定装置による粘
度の求め方を説明するグラフ図である。

【図４】本発明の他の実施の形態の粘度測定装置を説
明する粘度測定装置の槽を断面視した側面図である。

【図５】本発明の他の実施の形態の粘度測定装置を説
明する粘度測定装置の一部の断面図である。

【符号の説明】

１粘度測定装置２槽３測定子４検出部１１シャフト１２安定板１５Ａ、１５Ｂ測定片２３センサ２４計測器２５検出片３１鉄芯３３ソレノイドＡ、Ｂ、Ｃ測定点Ｓ試料

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】コンクリートやモルタル等の被測定物で
ある試料が収容される槽と、該槽に収容された前記試料
に沈入される測定子と、該測定子の前記試料への沈入速
度を検出する検出部とを有し、前記測定子の重量と沈入
速度とを変数とする直線の傾きから前記試料の粘度を求
める粘度測定装置であって、前記検出部は、前記試料へ沈入する前記測定子の上下の
複数箇所に設けられた測定点を検出するセンサと、該セ
ンサからの検出結果に基づいて、前記測定子の沈入速度
を求める計測器とを有することを特徴とする粘度測定装
置。
【請求項２】前記測定点には、側方へ突出された測定
片が設けられ、前記センサには、前記試料に沈入する前
記測定子の前記測定片が接触される検出片が設けられ、
前記センサは、前記検出片に前記測定片が接触したこと
を検出することを特徴とする請求項１記載の粘度測定装
置。
【請求項３】前記センサは、前記測定点を光学的に検
出する非接触タイプのセンサであることを特徴とする請
求項１記載の粘度測定装置。
【請求項４】コンクリートやモルタル等の被測定物で
ある試料が収容される槽と、該槽に収容された前記試料
に沈入される測定子と、該測定子の前記試料への沈入速
度を検出する検出部とを有し、前記測定子の重量と沈入
速度とを変数とする直線の傾きから前記試料の粘度を求
める粘度測定装置であって、前記検出部は、前記試料へ沈入する前記測定子に設けら
れた測定点の変位を検出するセンサと、該センサからの
検出結果に基づいて、前記測定子の沈入速度を求める計
測器とを有することを特徴とする粘度測定装置。
【請求項５】前記測定点には、鉄芯が設けられ、前記
センサは前記鉄芯が通過可能な筒状のソレノイドからな
り、前記計測器は、前記試料へ沈入される測定子の前記
鉄芯が前記ソレノイド内を通過した際に、このソレノイ
ドにて発生する起電力から前記測定子の沈入速度を求め
ることを特徴とする請求項４記載の粘度測定装置。
【請求項６】測定子は、シャフトと、該シャフトの先
端部に設けられて前記試料内に埋設される安定板とから
構成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれ
か１項記載の粘度測定装置。
【請求項７】前記測定子には、異なる重量の重りが着
脱可能に装着されることを特徴とする請求項１〜６のい
ずれか１項記載の粘度測定装置。