JP3068987B2 - Rotary viscometer - Google Patents

Rotary viscometer

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JP3068987B2
JP3068987B2 JP5198478A JP19847893A JP3068987B2 JP 3068987 B2 JP3068987 B2 JP 3068987B2 JP 5198478 A JP5198478 A JP 5198478A JP 19847893 A JP19847893 A JP 19847893A JP 3068987 B2 JP3068987 B2 JP 3068987B2
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torque
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宏治 関口
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、回転式粘度計の粘度指
度検出結果を電気信号に変換する経済的な方式に関連し
て、時間計数手段によって測定結果を電気信号に変換す
る、いわゆる通過時間パルス計数信号変換法を用いた回
転式粘度計の改善に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an economical method of converting a viscosity finger detection result of a rotary viscometer into an electric signal. The present invention relates to improvement of a rotary viscometer using a transit time pulse counting signal conversion method.

【0002】[0002]

【従来の技術】化学工業、合成科学工業、製薬工業、食
品工業、油脂工業、塗料工業、繊維工業、化粧品工業等
において、液状の材料を主原料、あるいは副原料として
利用し、これに各種の加工を加えて製品を製造する際
の、反応管理、品質管理のために、各種の回転式粘度計
が広く使用されている。
2. Description of the Related Art In a chemical industry, a synthetic science industry, a pharmaceutical industry, a food industry, an oil and fat industry, a paint industry, a textile industry, a cosmetics industry, and the like, a liquid material is used as a main raw material or an auxiliary raw material. 2. Description of the Related Art Various rotary viscometers are widely used for reaction control and quality control when a product is manufactured by processing.

【0003】この回転式粘度計の測定原理を、図1を用
いて説明する。図1は、前記したような用途において、
現在、最も数多く使用されている回転式粘度計(例えば
B型粘度計)の測定原理を示す。
The measurement principle of this rotary viscometer will be described with reference to FIG. FIG. 1 illustrates the above-described application.
The measurement principle of a rotary viscometer (for example, a B-type viscometer) that is currently most frequently used will be described.

【0004】従来の粘度計は、図1に示すように、その
主な構成として、回転駆動源としての可変速度モータ1
と、可変速度モータ1に連結される出力軸2と、出力軸
2が貫通固着している角度目盛り3a’を刻設した目盛
り円板3とが含まれる。さらに、この粘度計には、出力
軸2の下端2′に装着されたスプリング4と、スプリン
グ4の下端に取付けられたロータ・ステム5と、ロータ
・ステム5の下端に取付けられた、被測定液6に浸漬し
た円筒ロータ7と、ロータ・ステム5上端に設けられた
コの字型指針8とが含まれる。ここで、コの字型指針8
の上端は、目盛り円板3上の角度目盛り3a’を指すこ
とが出来るように取付けられている。
As shown in FIG. 1, a conventional viscometer mainly has a variable speed motor 1 as a rotary driving source.
And an output shaft 2 connected to the variable speed motor 1 and a scale disk 3 engraved with an angle scale 3a 'through which the output shaft 2 is fixed. Further, the viscometer includes a spring 4 attached to the lower end 2 'of the output shaft 2, a rotor stem 5 attached to the lower end of the spring 4, and a measured object attached to the lower end of the rotor stem 5. It includes a cylindrical rotor 7 immersed in the liquid 6 and a U-shaped pointer 8 provided on the upper end of the rotor stem 5. Here, the U-shaped pointer 8
Is mounted so that it can point to the angle scale 3a 'on the scale disk 3.

【0005】この従来の粘度計では、円筒ロータ7を、
粘度を測ろうとする被測定液6に浸漬する。その状態
で、可変速モータ1を一定速度で回転すると、円筒ロー
タ7に発生する被測定液6の粘性トルクに平衡する角度
まで、スプリング4が捻られる。この時のスプリング4
の捻れ角度と被測定液6の粘度は、比例関係にあること
から、コの字型指針8の先端8aが示す、目盛り板指度
3a’を読み取ることによって、被測定液6の粘度を求
めることができる。
In this conventional viscometer, the cylindrical rotor 7 is
It is immersed in the liquid to be measured 6 whose viscosity is to be measured. In this state, when the variable speed motor 1 is rotated at a constant speed, the spring 4 is twisted to an angle balanced with the viscosity torque of the liquid 6 to be measured generated in the cylindrical rotor 7. Spring 4 at this time
Since the torsional angle of the liquid 6 and the viscosity of the liquid 6 to be measured are in a proportional relationship, the viscosity of the liquid 6 to be measured is obtained by reading the scale plate finger 3a 'indicated by the tip 8a of the U-shaped pointer 8. be able to.

【0006】ここで、測定値を得るためには、目盛り板
3上の指針指度3a’を、目盛り板3の回転中に読み取
らなければならない。一般的には、目盛り板3の回転数
の上限は、60rpm程度であるため、目視による指度
読取りは不可能ではないが、極めて不便であり、古くか
ら改善の必要性があった。さらに、最近では、粘度計の
遠隔操作、自動測定、測定結果の自動記録など、自動化
に関連した機能要求も現われている。したがって、従来
の目視による指針指度読取りでは、対応することが出来
なくなりつつあった。
Here, in order to obtain a measured value, the finger index 3a 'on the scale plate 3 must be read while the scale plate 3 is rotating. In general, the upper limit of the number of rotations of the scale plate 3 is about 60 rpm, so that it is not impossible to visually read the finger strength, but it is extremely inconvenient, and there has been a need for improvement since ancient times. Further, recently, there have been demands for functions related to automation, such as remote control of a viscometer, automatic measurement, and automatic recording of measurement results. Therefore, it is becoming impossible to cope with the conventional visual reading of the pointer finger.

【0007】このため、目盛り円板3上の指針指度3
a’、すなわち、スプリング4の捻れ角度を、例えば回
転型差動トランス、あるいは、ロータリ・エンコーダの
ような、角度を直接に電気信号に変換する信号変換器を
用いて、電気信号として発信し、この信号を適当な受信
器で受信して指度を表示、あるいは記録させる自動読取
り方式の粘度計も、既にレオメータなどの高価な回転式
粘度計では実用化されている。
For this reason, the pointer finger 3 on the scale disk 3
a ′, that is, the torsion angle of the spring 4 is transmitted as an electric signal using a signal converter that directly converts the angle into an electric signal, such as a rotary differential transformer or a rotary encoder, Viscometers of an automatic reading system for displaying or recording an index by receiving this signal with a suitable receiver have already been put to practical use in expensive rotary viscometers such as rheometers.

【0008】しかし、これらの信号変換器は、構造が複
雑でコスト的に高価になり、低価格の現場用回転式粘度
計には、採用できないと言う難点がある。
However, these signal converters have a complicated structure and are expensive in cost, and have a drawback that they cannot be used for a low-cost on-site rotary viscometer.

【0009】このような状況を考慮して、本願発明者
は、図2に示すような、目盛り板指度自動読取り装置を
備えた粘度計に関する発明を出願した(特願昭49−1
11236号公報)。ここに挙げられている自動読み取
り装置は、粘度測定状態で回転中の指針と、目盛り円板
のゼロ点の通過時間差を測定することを基本原理とする
ものであり、動作が安定、かつコスト的に安いこともあ
って、現在でも比較的に低価格の回転式粘度計(例え
ば、E型粘度計など)において、広く用いられている。
In view of such a situation, the present inventor has applied for an invention relating to a viscometer provided with an automatic reading device for a scale plate as shown in FIG. 2 (Japanese Patent Application No. 49-1).
No. 11236). The automatic reading device listed here is based on the principle of measuring the passing time difference between the pointer rotating in the viscosity measurement state and the zero point of the scale disk, and the operation is stable and cost effective. Due to its low cost, it is still widely used in relatively inexpensive rotary viscometers (for example, E-type viscometers).

【0010】この従来技術による読み取り装置の構造を
図2に示す。この読み取り装置は、可変速度モータ1に
接続され、回転駆動される駆動軸12と、駆動軸12に
取付けられる目盛り板3と、ロータ7に接続され、被測
定液6の粘性抵抗によって発生した粘性抵抗トルクに対
して、図示省略した渦巻きばね型のトルクスプリング
が、バランスすることによって生ずる捻れ角を検出する
ためのトルク検出軸15と、トルク検出軸15に固着し
てある指針8とを有する。
FIG. 2 shows the structure of the reader according to the prior art. This reading device is connected to a variable speed motor 1 and driven to rotate, a scale plate 3 attached to the drive shaft 12, and connected to a rotor 7. For the resistance torque, a spiral spring type torque spring (not shown) has a torque detection shaft 15 for detecting a twist angle generated by balancing, and a pointer 8 fixed to the torque detection shaft 15.

【0011】さらに、この読み取り装置には、発光ダイ
オード16とホト・トランジスタ17から構成される光
学的検出器2組200、210と、目盛り板3の下面に
設けられる遮光片3aと、指針8に固着して設けられる
遮光片8aとが含まれる。
Further, this reading apparatus includes two sets of optical detectors 200 and 210 each composed of a light emitting diode 16 and a phototransistor 17, a light shielding piece 3a provided on the lower surface of the scale plate 3, and a pointer 8. And a light shielding piece 8a fixedly provided.

【0012】光学的検出器200は、目盛り板3の下面
に設けた遮光片3aが、また、光学的検出器210は、
指針8に固着して設けた遮光片8aが、粘度計の駆動軸
12およびトルク検出軸15の回転と共に、発光ダイオ
ード16とホト・トランジスタ17間の空隙を通過する
ときの遮光を検出する。
The optical detector 200 has a light shielding piece 3a provided on the lower surface of the scale plate 3, and the optical detector 210 has
A light-shielding piece 8a fixed to the pointer 8 detects light-shielding when passing through a gap between the light-emitting diode 16 and the photo-transistor 17 together with rotation of the drive shaft 12 and the torque detection shaft 15 of the viscometer.

【0013】さらに、この読み取り装置では、ロータ7
を介して、トルク検出軸15に被測定液6の粘性抵抗ト
ルクが加わらない状態で粘度計が動作している時、光学
的検出器200、210が、同時に、それぞれの遮光片
3a、8aの通過を検出するように位置決めして、取り
付けてある。
Furthermore, in this reading device, the rotor 7
When the viscometer is operating in a state where the viscous resistance torque of the liquid 6 to be measured is not applied to the torque detection shaft 15 via the torque detector 15, the optical detectors 200 and 210 simultaneously operate the respective light shielding pieces 3a and 8a. Positioned and mounted to detect passage.

【0014】光学的検出器200、210の関係位置
を、予め、このように決めておけば、ロータ7を被測定
液6に浸漬して粘度測定する場合、光学的検出器200
および210が、それぞれの遮光片3a、8aの通過を
検出する時間的なタイミングは、駆動軸12およびトル
ク検出軸15の回転におけるねじれ角度に対応する。
If the relative positions of the optical detectors 200 and 210 are determined in advance as described above, when the viscosity is measured by immersing the rotor 7 in the liquid 6 to be measured, the optical detector 200 is used.
And 210 detect the passage of the light shielding pieces 3a and 8a, respectively, corresponding to the torsional angles in rotation of the drive shaft 12 and the torque detection shaft 15.

【0015】ロータ7の粘性抵抗トルクによって発生す
るトルクスプリングの捻れ角変位は、図3の上2段に示
すように、光学的検出器200および210の、それぞ
れのホト・トランジスタ16からパルス信号として発信
されるパルス信号の位相差θとして現われる。
The torsional angular displacement of the torque spring caused by the viscous resistance torque of the rotor 7 is, as shown in the upper two stages of FIG. 3, a pulse signal from the phototransistor 16 of each of the optical detectors 200 and 210. It appears as the phase difference θ of the transmitted pulse signal.

【0016】したがって、粘度計の指針指度を自動読み
取りするには、例えば、図3下段に示すように、2つの
ホトトランジスタ16からの信号をゲート信号として、
その間に出力される、駆動軸12の回転数に対応して、
予め定められている発振周波数のクロック・パルスを計
数する。
Accordingly, in order to automatically read the pointer index of the viscometer, for example, as shown in the lower part of FIG. 3, signals from two phototransistors 16 are used as gate signals.
In response to the rotation speed of the drive shaft 12 output during that time,
A clock pulse having a predetermined oscillation frequency is counted.

【0017】ここで、パルスの発信周波数を、予め、駆
動軸12の回転数に関係させておけば、計数されたパル
ス数は、ねじれ角度に対応しているので、従来の目盛り
板3の目視による指針指度読取りと同等の自動読取りが
可能になる。
If the transmission frequency of the pulse is related to the rotation speed of the drive shaft 12 in advance, the counted number of pulses corresponds to the torsion angle. The automatic reading equivalent to the reading of the pointer finger can be performed.

【0018】この従来技術は、指針8と目盛り円板3の
通過時間差を、クロックパルスを計数することで、計測
値を目盛り指度に対応させる方法であり、構造が簡単、
かつ低コストで安定動作の特徴がある。
This prior art is a method in which the difference between the transit time between the pointer 8 and the scale disk 3 is counted by a clock pulse to make the measured value correspond to the scale index.
In addition, there is a feature of stable operation at low cost.

【0019】[0019]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術では、回転式粘度計の目盛り板3の1回転につき、1
回しか指度読取りができない。そのため、粘度計を、例
えば、0.5rpmのような低速の回転数で運転するよ
うな場合、最悪のときは運転開始後2分間待たないと最
初の測定データが得られない。さらに、それ以後も、2
分間に1回しか指度の読取りが行なわれないという不都
合がある。
However, in the prior art, one rotation of the scale plate 3 of the rotary viscometer per rotation.
The reading can be performed only once. Therefore, when the viscometer is operated at a low rotation speed such as 0.5 rpm, for example, in the worst case, the first measurement data cannot be obtained unless the user has to wait two minutes after the start of operation. Furthermore, after that, 2
There is an inconvenience that the finger reading is performed only once per minute.

【0020】さらに、このようにデータ密度が低い信号
変換方式であるために、粘度測定開始直後からの粘度測
定値を必要とするような測定目的の場合、例えば、硬化
反応速度が早い、2液混合型接着剤などの硬化時間特性
を粘度変化として測定するような場合には、全く測定が
できないという問題がある。
Further, in the case of such a signal conversion system having a low data density, for the purpose of measurement requiring a viscosity measurement value immediately after the start of viscosity measurement, for example, a two-liquid curing reaction speed is high. When the curing time characteristic of a mixed adhesive or the like is measured as a change in viscosity, there is a problem that the measurement cannot be performed at all.

【0021】本発明は、粘度計の駆動軸の回転、1回転
中に複数回の指度読取りを可能とする回転式粘度計を提
供することを課題とする。
It is an object of the present invention to provide a rotary viscometer capable of reading a finger a plurality of times during one rotation of a drive shaft of the viscometer.

【0022】[0022]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明によれば、 回転するロータを被測定液に浸漬
することにより、被測定液の粘度を測定する回転式粘度
計において、 ロータに連結するトルク検出軸と、 回転駆
動源と、 回転駆動源によって駆動される駆動軸と、 駆動
軸とトルク検出軸とを、弾性的に連結する弾性部材と、
駆動軸の回転について、予め定めた1回転について複数
の角度単位で、検出信号を出力する第1の回転検出手段
と、 トルク検出軸の回転について、予め定めた1回転に
ついて複数の角度単位で、検出信号を出力する第2の回
転検出手段と、 第1および第2の回転検出手段からの検
出信号を受けて、それらの時間間隔を検出し、該時間間
隔に対応する粘度指度を求める粘度指度算出手段とを有
することを特徴とする回転式粘度計が提供される。 具体
的には、例えば、上記課題は、回転するロータを被測定
液に浸漬することにより、被測定液の粘度を測定する回
転式粘度計において、ロータに連結するトルク検出軸
と、回転駆動源と、回転駆動源によって駆動される駆動
軸と、駆動軸とトルク検出軸とを、弾性的に連結する弾
性部材と、駆動軸の回転について、予め定めた180゜
以下の角度単位で、検出信号を出力する第1の回転検出
手段と、トルク検出軸の回転について、予め定めた18
0゜以下の角度単位で、検出信号を出力する第2の回転
検出手段と、第1および第2の回転検出手段からの出力
信号を、それぞれ取り込み、それらの時間間隔を検出す
る時間差検出手段と、検出された時間間隔から、駆動軸
とトルク検出軸との回転位相差に対応する粘度指度を算
出する指度読み取り手段とを有することを特徴とする、
回転式粘度計によって達成することができる。
Means for Solving the Problems To solve the above problems ,
According to the present invention, the rotating rotor is immersed in the liquid to be measured.
By measuring the viscosity of the liquid to be measured,
The torque detection shaft connected to the rotor and the rotating drive
A drive source, a drive shaft driven by a rotary drive source, and a drive
An elastic member that elastically connects the shaft and the torque detection shaft,
Multiple rotations of the drive shaft for one predetermined rotation
First rotation detecting means for outputting a detection signal in units of angle
And the rotation of the torque detection shaft to one predetermined rotation
Output a detection signal in multiple angle units
Rotation detection means and detection from the first and second rotation detection means.
Receiving the output signal, detecting those time intervals, and
And a viscosity index calculating means for obtaining the viscosity index corresponding to the distance.
A rotary viscometer is provided. Concrete
Specifically, for example, the problem is to immerse a rotating rotor in a liquid to be measured, in a rotary viscometer that measures the viscosity of the liquid to be measured, a torque detection shaft connected to the rotor, and a rotation drive source. A drive shaft driven by a rotary drive source, an elastic member for elastically connecting the drive shaft and the torque detection shaft, and a detection signal for rotation of the drive shaft in a predetermined angle unit of 180 ° or less. The first rotation detecting means for outputting and the rotation of the torque detecting shaft are determined by a predetermined 18
A second rotation detecting means for outputting a detection signal in an angle unit of 0 ° or less, and a time difference detecting means for taking in output signals from the first and second rotation detecting means and detecting a time interval between them. From the detected time interval, having a finger reading means for calculating a viscosity finger corresponding to the rotational phase difference between the drive shaft and the torque detection shaft,
This can be achieved by a rotary viscometer.

【0023】[0023]

【作用】本発明を適用した回転式粘度計では、ロータ
を、粘度を測ろうとする被測定液に浸漬した状態で、回
転駆動源により、駆動軸を一定速度で回転させる。する
と、ロータに発生する被測定液の粘性トルクと、ロータ
に連結されたトルク検出軸と駆動軸とを連結している弾
性部材の弾性力とが平衡する角度まで、弾性部材が捻ら
れ、両軸の回転において位相差が生じる。この時、弾性
部材の捻れ角度と被測定液の粘度は、比例関係にあるこ
とから、このねじれ角度に対応する粘度指度を検出する
ことで、被測定液の粘度を求めることができる。
In the rotary viscometer to which the present invention is applied, the drive shaft is rotated at a constant speed by the rotary drive source while the rotor is immersed in the liquid to be measured for viscosity. Then, the elastic member is twisted to an angle at which the viscous torque of the liquid to be measured generated in the rotor and the elastic force of the elastic member connecting the torque detection shaft and the drive shaft connected to the rotor are balanced. A phase difference occurs in the rotation of the shaft. At this time, since the twist angle of the elastic member and the viscosity of the liquid to be measured are in a proportional relationship, the viscosity of the liquid to be measured can be obtained by detecting the viscosity index corresponding to the twist angle.

【0024】本発明では、この粘度指度に対応した回転
位相差を、以下のように信号に変換し、自動的に粘度指
度を検出するものである。
In the present invention, the rotational phase difference corresponding to the viscosity index is converted into a signal as described below, and the viscosity index is automatically detected.

【0025】駆動軸が回転すると、第1の回転検出手段
は、予め定めた角度単位毎に、信号を出力する。また、
同時に、トルク検出軸の回転について、第2の回転検出
手段も、予め定めた角度単位毎に信号を出力する。ここ
で、角度単位は、180゜以下であるので、駆動軸また
はトルク検出軸1回転中に、2回以上の複数回、信号が
出力される。また、駆動軸とトルク検出軸との回転にお
いて、ねじれ角度に相当する位相差を生じるため、これ
ら2つの信号は、時間的にずれて出力される。
When the drive shaft rotates, the first rotation detecting means outputs a signal for each predetermined angle unit. Also,
At the same time, the second rotation detecting means also outputs a signal for each rotation of the torque detection shaft for each predetermined angle unit. Here, since the angle unit is 180 ° or less, the signal is output two or more times during one rotation of the drive shaft or the torque detection shaft. In addition, since a phase difference corresponding to the torsion angle occurs in the rotation between the drive shaft and the torque detection shaft, these two signals are output with a time lag.

【0026】時間差検出手段は、この第1および第2の
回転検出手段によって出力される、両信号間の時間間隔
を、1回転中に複数回、検出する。指度読み取り手段
は、この検出された時間間隔から、ねじれ角度に対応す
る粘度指度を、時間差検出手段から時間間隔が入力され
る毎に算出するものである。
The time difference detecting means detects the time interval between the two signals outputted by the first and second rotation detecting means a plurality of times during one rotation. The finger degree reading means calculates the viscosity finger degree corresponding to the twist angle from the detected time interval each time the time interval is input from the time difference detection means.

【0027】したがって、本発明によると、予め定めた
180゜以下の角度単位に応じて、駆動軸またはトルク
検出軸1回転中に、複数回、粘度指度を算出することが
できる。
Therefore, according to the present invention, the viscosity index can be calculated a plurality of times during one rotation of the drive shaft or the torque detection shaft according to a predetermined angle unit of 180 ° or less.

【0028】[0028]

【実施例】本発明を適用した粘度計の一実施例を、図4
から図10を用いて説明する。以下の説明における図中
の符号は、同一部分には同一符号を付してある。
FIG. 4 shows an embodiment of a viscometer to which the present invention is applied.
This will be described with reference to FIG. In the following description, the same reference numerals in the drawings denote the same parts.

【0029】本実施例は、図1によって説明された測定
原理により、粘度を測定するものであり、図9に示す機
能ブロックを有する。
This embodiment measures the viscosity according to the measurement principle described with reference to FIG. 1, and has a functional block shown in FIG.

【0030】本実施例は、図9に示すように、被測定液
6の粘度を検出する円筒ロータ7と、回転駆動源である
駆動機構110と、円筒ロータ7に連結されるトルク検
出軸および駆動機構110によって回転駆動される駆動
軸を有する回転機構100と、回転機構100に含まれ
る2つの軸における回転位相差を電気信号に変換し、検
出する位相差検出機構120と、位相差検出機構120
から出力された位相差に関する信号を用いて、被測定液
6の粘度指度を算出するとともに、駆動機構110の制
御を行なうコントローラ130と、コントローラ130
で算出された粘度指度を表示する表示器140と、駆動
機構110における駆動源の回転数等の各種定数を設定
する回転数設定器150とから構成される。
In this embodiment, as shown in FIG. 9, a cylindrical rotor 7 for detecting the viscosity of the liquid 6 to be measured, a drive mechanism 110 as a rotary drive source, a torque detecting shaft connected to the cylindrical rotor 7 and A rotation mechanism 100 having a drive shaft that is rotationally driven by the drive mechanism 110, a phase difference detection mechanism 120 that converts and detects a rotation phase difference between two axes included in the rotation mechanism 100 into an electric signal, and a phase difference detection mechanism 120
A controller 130 for calculating the viscosity index of the liquid 6 to be measured and controlling the driving mechanism 110 using the signal regarding the phase difference output from
And a rotation number setting unit 150 for setting various constants such as the rotation number of the driving source in the driving mechanism 110.

【0031】円筒ロータ7は、粘度を検出するために、
被測定液6に浸漬される。ここで、円筒ロータ7を用い
ているが、円錐形状のロータ等を用いても構わない。
The cylindrical rotor 7 is used to detect the viscosity.
It is immersed in the liquid 6 to be measured. Here, the cylindrical rotor 7 is used, but a conical rotor or the like may be used.

【0032】駆動機構110の構成を図6を用いて説明
する。図6は、本実施例を側面から見た図で、上部に取
付けられている駆動系の内部構造の概略を示している。
The structure of the driving mechanism 110 will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a side view of the present embodiment, showing an outline of the internal structure of a drive system mounted on the upper part.

【0033】駆動機構110には、図6に示すように、
駆動用パルスモータ21と、その出力軸に取付けられて
いる駆動用タイミングプーリー22と、プーリー22に
掛けられるタイミングベルト24と、タイミングベルト
24によって回転駆動される、駆動軸(以下、回転主軸
と呼ぶ)25に取付けられるプーリー23とから構成さ
れる。さらに、駆動機構110には、図示されないが、
パルスモータ21用の給電装置が含まれる。
As shown in FIG. 6, the driving mechanism 110
A driving pulse motor 21, a driving timing pulley 22 attached to an output shaft thereof, a timing belt 24 wound around the pulley 22, and a driving shaft (hereinafter referred to as a rotating main shaft) driven to rotate by the timing belt 24. ) 25 and a pulley 23 attached to the pulley 23. Further, although not shown, the driving mechanism 110
A power supply device for the pulse motor 21 is included.

【0034】駆動用パルスモータ21は、粘度計として
重要な、円滑な回転を確保するために、基本ステップ角
度が小さいパルスモータを使用する。さらに、適宜、分
割数を大きくしたマイクロステップ駆動方式を利用し
て、電子的に多段変速が可能にしてある。
As the driving pulse motor 21, a pulse motor having a small basic step angle is used to ensure smooth rotation which is important as a viscometer. Furthermore, a multi-step speed change can be electronically performed by using a micro-step drive system in which the number of divisions is appropriately increased.

【0035】回転機構100の構成を図7を用いて説明
する。図7は、図6に示した本実施例の粘度計を正面か
ら見た内部構造の概略断面図である。
The structure of the rotation mechanism 100 will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a schematic sectional view of the internal structure of the viscometer of the present embodiment shown in FIG. 6 as viewed from the front.

【0036】回転機構100には、図7に示すように、
プーリー23等を介して、パルスモータ21(図6参
照)によって駆動される中空の回転主軸25と、回転主
軸25を、その上下端の2箇所で、回転自在に支持する
ベアリング26aおよび26bと、回転主軸25の最下
端に取付けられる第1のコの字型連結部材27とが含ま
れる。
As shown in FIG. 7, the rotation mechanism 100 has
A hollow rotary spindle 25 driven by a pulse motor 21 (see FIG. 6) via a pulley 23 and the like; bearings 26a and 26b rotatably supporting the rotary spindle 25 at two upper and lower ends thereof; A first U-shaped connecting member 27 attached to the lowermost end of the rotating main shaft 25;

【0037】回転機構100には、さらに、第1のコの
字型連結部材27の下辺27aに設けられた宝石軸受け
28と、宝石軸受け28によって支持されるピボット3
0と、ピボット30が下端に植え込まれているトルク検
出軸29と、ピボット30の上方でトルク検出軸29に
連結されている第2のコの字型連結部材27bと、第2
のコの字型連結部材27bの下方27cに設けられ、ロ
ータ・ステム5を介して円筒ロータ7に連結するトルク
検出軸連結部材29aとが含まれる。
The rotating mechanism 100 further includes a jewel bearing 28 provided on the lower side 27a of the first U-shaped connecting member 27, and a pivot 3 supported by the jewel bearing 28.
0, a torque detecting shaft 29 having a pivot 30 implanted at its lower end, a second U-shaped connecting member 27b connected to the torque detecting shaft 29 above the pivot 30,
And a torque detecting shaft connecting member 29a provided below the U-shaped connecting member 27b and connected to the cylindrical rotor 7 via the rotor stem 5.

【0038】ここで、トルク検出軸29は、中空の回転
主軸25内部で、相互に接触することなく貫通して、そ
の上方に延出する。
Here, the torque detecting shaft 29 penetrates inside the hollow rotary main shaft 25 without contacting each other, and extends upward.

【0039】本実施例の位相差検出機構120の構成
を、図8を用いて説明する。図8は、位相差検出機構1
20に直接に関係する部分を含む、本実施例の概略図で
ある。
The configuration of the phase difference detection mechanism 120 of this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 8 shows the phase difference detection mechanism 1.
FIG. 2 is a schematic view of the present embodiment, including parts directly related to 20.

【0040】位相差検出機構120には、中空の回転主
軸25の上端に取付けられるコの字型腕部材31と、コ
の字型腕部材31の上辺31aで、回転主軸25と同軸
上に設けられ、底面に小穴32aを設けるカップ形状の
振れ止め金具32と、小穴32aに挿通され、トルク検
出軸29の上端面29bに植え込まれるピン33と、ト
ルク検出軸29の上端部近傍に取付けられる渦巻きばね
の形状をしたトルクスプリング34とが含まれる。
The phase difference detecting mechanism 120 is provided with a U-shaped arm member 31 attached to the upper end of the hollow rotary main shaft 25 and an upper side 31a of the U-shaped arm member 31 coaxially with the rotary main shaft 25. A cup-shaped steady rest 32 having a small hole 32a on the bottom surface, a pin 33 inserted through the small hole 32a and implanted in the upper end surface 29b of the torque detecting shaft 29, and attached near the upper end of the torque detecting shaft 29. And a torque spring 34 in the form of a spiral spring.

【0041】ここで、トルクスプリング34の外周巻き
端は、コの字型腕部材31の内側31bに係止される。
また、振れ止め金具32とピン33とは、トルク検出軸
29のラジアル方向の振れを止める軸受けとして働く。
Here, the outer peripheral winding end of the torque spring 34 is locked to the inside 31 b of the U-shaped arm member 31.
In addition, the steady rest 32 and the pin 33 function as a bearing for stopping the radial swing of the torque detecting shaft 29.

【0042】さらに、位相差検出機構120には、回転
主軸25の上方、コの字型腕部材31の下部に取付けら
れる回転主軸遮蔽円板35と、トルク検出軸29上端に
植え込まれたピン33に取付けられるトルク検出軸遮蔽
円板36と、それぞれの遮蔽円板35、36に設けられ
た、以下に説明するスリットの通過を検出する光学的検
出器200および210とが含まれる。
Further, the phase difference detecting mechanism 120 has a rotating shaft shielding disk 35 attached above the rotating shaft 25 and below the U-shaped arm member 31, and a pin implanted at the upper end of the torque detecting shaft 29. It includes a torque detection shaft shielding disk 36 attached to the disk 33, and optical detectors 200 and 210 provided on the respective shielding disks 35 and 36 for detecting passage of a slit described below.

【0043】光学的検出器200、210は、それぞ
れ、発光ダイオード16と、受光素子ホト・トランジス
タ17と、それらに必要な給電制御装置(図示せず)と
から構成される。発光ダイオード16と受光素子ホト・
トランジスタ17とは、それぞれの遮蔽円板35、36
を挟んで、上下に対向して設けられる。
Each of the optical detectors 200 and 210 comprises a light emitting diode 16, a light receiving element phototransistor 17, and a power supply control device (not shown) necessary for them. Light emitting diode 16 and light receiving element photo
The transistor 17 is a shield disk 35, 36, respectively.
Are provided facing each other up and down.

【0044】遮蔽円板35、36は、同一のもので、図
4に示すように、全周を複数等分割した位置に、スリッ
ト300を設けている。本実施例において、遮蔽円板3
5、36には、360°を5等分する72°毎の位置に
光を透過するスリットを設けるものとする。もちろん、
遮蔽円板35、36における分割数、つまり、スリット
の数は、これに限らない。
The shielding disks 35 and 36 are the same, and a slit 300 is provided at a position where the entire circumference is equally divided as shown in FIG. In this embodiment, the shielding disk 3
It is assumed that slits for transmitting light are provided at positions 5 and 36 at every 72 ° where 360 ° is divided into five equal parts. of course,
The number of divisions in the shielding disks 35 and 36, that is, the number of slits is not limited to this.

【0045】また、光透過スリット300の代わりに、
指標として、光を反射する反射板や磁気部材の小片等を
用いることもできる。ただし、この場合は、それぞれの
指標の特性に合わせて、その指標の検出器を用いる必要
がある。
Also, instead of the light transmission slit 300,
As an index, a reflector that reflects light, a small piece of a magnetic member, or the like can be used. However, in this case, it is necessary to use a detector for each index according to the characteristics of each index.

【0046】また、遮蔽円板35、36を用いる代わり
に、回転主軸25およびトルク検出軸29の軸表面に直
接指標を付すか、または、それぞれの軸に固着した円筒
を用いても良い。
Instead of using the shielding disks 35 and 36, an index may be directly attached to the shaft surface of the rotating main shaft 25 and the torque detecting shaft 29, or a cylinder fixed to each shaft may be used.

【0047】遮蔽円板35および36と光学的検出器2
00および210との配置は、それぞれ、円筒ロータ7
が無負荷で回転している状態において、光学的検出器2
00が、円板35のいずれかの光透過スリット300の
通過を検出する時点と、光学的検出器210が、円板3
6のいずれかの光透過スリット300の通過とを検出す
る時点とが、同時である配置とする。
Shielding disks 35 and 36 and optical detector 2
00 and 210 respectively correspond to the cylindrical rotor 7
Is rotating with no load, the optical detector 2
00 detects the passage of one of the light transmitting slits 300 of the disk 35 and the optical detector 210
The position at which the passage through any one of the light transmission slits 300 is detected is the same as the position at which the passage is detected.

【0048】本実施例のコントローラ130には、図9
に示すように、予め定めた周波数のクロックパルスを発
生するクロック回路131と、入力されるパルスを計数
するカウンタ133と、光学的検出器200および21
0からの通過検出パルスをゲート信号として、入力され
たクロックパルスの出力を制御するゲート回路132
と、カウンタで算出されたパルス数とパルスモータ21
の回転数とから被測定液6の粘度指度を算出する指度演
算部134と、パルスモータドライバ135とが含まれ
る。
The controller 130 of this embodiment has
As shown in the figure, a clock circuit 131 for generating a clock pulse of a predetermined frequency, a counter 133 for counting inputted pulses, and optical detectors 200 and 21
A gate circuit 132 that controls the output of an input clock pulse using the passage detection pulse from 0 as a gate signal.
And the number of pulses calculated by the counter and the pulse motor 21
And a pulse motor driver 135 for calculating the viscosity fingeriness of the liquid 6 to be measured from the rotation speed of the liquid.

【0049】ここで、パルスモータドライバ135は、
回転数設定器150の信号によって、指定された回転数
に相当するモータ駆動信号を、駆動機構110のパルス
モータ21に与え、その回転運動を制御する。また、ク
ロック回路131は、このパルスモータ21に送られた
回転数指定信号と同じ信号によって、その回転数に対応
した、以下に説明する数2で与えられる、発振周波数の
クロックパルスを発生する。
Here, the pulse motor driver 135 is
A motor drive signal corresponding to the designated number of revolutions is given to the pulse motor 21 of the drive mechanism 110 by the signal of the number of revolutions setter 150 to control the rotational motion. In addition, the clock circuit 131 generates a clock pulse having an oscillation frequency corresponding to the rotation speed and given by the following equation 2 by the same signal as the rotation speed designation signal sent to the pulse motor 21.

【0050】表示器140は、図9に示すように、コン
トローラ130から出力される被測定液の粘度指度を表
示する。さらに、コントローラ130から出力される粘
度指度は、外部での粘度算出のために、そのままデータ
として出力しても構わない。
As shown in FIG. 9, the display 140 displays the viscosity index of the liquid to be measured, which is output from the controller 130. Further, the viscosity index output from the controller 130 may be directly output as data for external viscosity calculation.

【0051】以上説明した構造を有する、本実施例によ
れば、円筒ロータ7の回転、ほぼ1回転中につき、5回
の粘度指度を検出することができる。ただし、本実施例
の仕様に際しては、従来技術の粘度計による粘度測定デ
ータに対し、本発明の粘度計による粘度測定データが同
一値になる、すなわち測定の連続性を確保することが要
求される。したがって、この連続性を確保するために必
要な、構造仕様を検討する。
According to the present embodiment having the above-described structure, it is possible to detect the viscosity index five times during substantially one rotation of the cylindrical rotor 7. However, in the specification of the present embodiment, it is required that the viscosity measurement data obtained by the viscometer of the present invention be the same as the viscosity measurement data obtained by the conventional viscometer, that is, that the continuity of the measurement be ensured. . Therefore, the structural specifications necessary to ensure this continuity will be examined.

【0052】本実施例のように、円筒ロータ7のほぼ1
回転中に、5回の読取りを可能にする場合には、遮蔽板
の360°を5分割する72°毎に光透過スリット30
0を設けるだけでなく、トルクスプリング34のばね定
数を、従来の粘度計で用いていたばね定数の条件と一致
するように見なおし、さらに、読み取り精度確保のため
に、計数用クロックパルスの発信周波数を見直す必要が
ある。
As in the present embodiment, almost one of the cylindrical rotors 7
In order to allow five readings during rotation, the light transmission slit 30 is divided every 72 ° by dividing 360 ° of the shielding plate into five.
In addition to providing 0, the spring constant of the torque spring 34 is considered to match the condition of the spring constant used in the conventional viscometer. Need to be reviewed.

【0053】すなわち、従来の粘度計では、トルクスプ
リング34のバネ定数は、315°の捻れ角度に対し
て、フルスケールトルクを発生するように関係付けてい
た。そのため、本実施例の5分割、72°の場合では、
トルクスプリング34のばね定数を、例えば、捻れ角度
60°の時にフルスケールトルクを発生するように、従
来のバネ定数の5.25(=315°/60°)倍に改
める必要がある。
That is, in the conventional viscometer, the spring constant of the torque spring 34 is related to generate a full-scale torque for a twist angle of 315 °. Therefore, in the case of 5 divisions and 72 ° in this embodiment,
It is necessary to change the spring constant of the torque spring 34 to 5.25 (= 315 ° / 60 °) times the conventional spring constant so that a full-scale torque is generated when the torsion angle is 60 °.

【0054】なお、72°の角度範囲の全域を使用せ
ず、60°をフルスケールトルクを発生する捻れ角度に
対応させるのは、粘度計調整作業に角度のマージンが必
要であるためである。勿論、このマージンの角度を減ら
して65°、あるいは70°をフルスケールトルクとす
ることも、マージン領域が狭いことによる粘度計調整時
の調整作業の難易を別にすれば十分に可能である。
The reason why 60 ° corresponds to the twist angle at which full-scale torque is generated without using the entire range of the angle range of 72 ° is that an angle margin is required for the work of adjusting the viscometer. Of course, it is sufficiently possible to reduce the angle of the margin to 65 ° or 70 ° as the full-scale torque, except for the difficulty of the adjusting operation at the time of adjusting the viscometer due to the narrow margin area.

【0055】さらに、クロックパルスの周波数は、従来
のB型あるいはE型粘度計の目盛り板3(図2参照)の
目盛り分割仕様が、全周360°の内、315°の範囲
を100%フルスケールとして、100目盛りを刻んで
いる。したがって、クロック・パルスの発振周波数f0
は、この場合の1目盛りを1/10まで読み取るものと
すれば、
Further, the frequency of the clock pulse is set such that the scale division specification of the scale plate 3 (see FIG. 2) of the conventional B-type or E-type viscometer is 100% full within a range of 315 ° of 360 °. 100 scales are engraved as a scale. Therefore, the oscillation frequency f 0 of the clock pulse
Is to read 1 scale in this case to 1/10,

【0056】[0056]

【数1】 (Equation 1)

【0057】で現すことができる。但し、nは、粘度計
回転速度(rpm)である。
Can be expressed as follows. Here, n is the rotational speed of the viscometer (rpm).

【0058】したがって、このような従来型の粘度計と
のデータ互換性を考えると、本実施例において、クロッ
ク回路131の発信周波数は、角度範囲60°をフルス
ケールトルクの範囲に選んだ場合は、この角度60°が
粘度計としての指針指度のフルスケール100%に対応
するように決める必要がある。この場合のクロック周波
数は、数1と同様に、
Therefore, considering data compatibility with such a conventional viscometer, in the present embodiment, the transmission frequency of the clock circuit 131 is such that when the angular range of 60 ° is selected as the full-scale torque range. It is necessary to determine that this angle of 60 ° corresponds to 100% of the full scale of the finger index as a viscometer. In this case, the clock frequency is

【0059】[0059]

【数2】 (Equation 2)

【0060】を使用する必要がある。但し、nは粘度計
回転速度(rpm)である。
Must be used. Here, n is the rotational speed of the viscometer (rpm).

【0061】本実施例の作用を、以下に図6から図8を
用いて説明する。本実施例の回転式粘度計では、図6に
示すように、円筒ロータ7を、粘度を測ろうとする被測
定液(図示せず)に浸漬する。その状態で、パルスモー
タ21を一定速度で回転すると、プーリー22、23お
よびタイミングベルト24を介して、回転主軸25が駆
動される。
The operation of the present embodiment will be described below with reference to FIGS. In the rotary viscometer of this embodiment, as shown in FIG. 6, the cylindrical rotor 7 is immersed in a liquid to be measured (not shown) whose viscosity is to be measured. In this state, when the pulse motor 21 is rotated at a constant speed, the rotating main shaft 25 is driven via the pulleys 22 and 23 and the timing belt 24.

【0062】回転主軸25が回転すると、図8に示すよ
うに、回転主軸25と、トルクスプリング34によって
連結されているトルク検出軸29および円筒ロータ7が
回転する。ここで、被測定液の粘性トルクのため、その
粘性トルクに平衡する角度まで、トルクスプリング34
が捻られる。この時のトルクスプリング34の捻れ角度
と被測定液の粘度は、比例関係にある。
When the rotating main shaft 25 rotates, as shown in FIG. 8, the rotating main shaft 25, the torque detecting shaft 29 connected by the torque spring 34, and the cylindrical rotor 7 rotate. Here, due to the viscous torque of the liquid to be measured, the torque spring 34 is moved to an angle that balances the viscous torque.
Is twisted. At this time, the torsion angle of the torque spring 34 and the viscosity of the liquid to be measured are in a proportional relationship.

【0063】本発明では、このねじれ角度を、それぞれ
回転主軸25、トルク検出軸29に連結されている遮蔽
円板35、36を挾んで、その光透過スリット300の
通過を検出する光学的検出器200、210によって検
出するものである。
In the present invention, this twist angle is detected by an optical detector which detects the passage of the light through the light-transmitting slit 300 by sandwiching the shielding disks 35 and 36 connected to the rotating main shaft 25 and the torque detecting shaft 29, respectively. 200 and 210.

【0064】回転主軸25およびトルク検出軸29が、
それぞれ回転すると、遮蔽円板35、36が回転する。
それぞれの円板35、36の回転に従い、それらを挟ん
で上下に、投光軸、受光軸を合わせて配置した発光ダイ
オード16とホトトランジスタ17より成る光学的検出
器200、210は、光透過スリット300が、それぞ
れの検出点を通過する毎に、パルス信号を発信する。
The rotating main shaft 25 and the torque detecting shaft 29 are
When each rotates, the shielding disks 35 and 36 rotate.
According to the rotation of the disks 35, 36, the optical detectors 200, 210 each composed of the light emitting diode 16 and the phototransistor 17 arranged vertically with the light emitting axis and the light receiving axis interposed therebetween are formed by a light transmitting slit. Each time 300 passes through each detection point, it emits a pulse signal.

【0065】ここで、円筒ロータ7を空中で空転させた
状態(円筒ロータ7に全く負荷トルクが加わっていない
完全無負荷状態)、すなわち、トルクスプリング34が
捻りを受けずに回転している状態における、回転主軸遮
蔽円板35およびトルク検出軸遮蔽円板36に設けた光
学的検出器200および210の発信パルスのタイムチ
ャートを図5に示す。
Here, a state in which the cylindrical rotor 7 is idled in the air (a completely unloaded state in which no load torque is applied to the cylindrical rotor 7), that is, a state in which the torque spring 34 is rotating without being subjected to torsion. FIG. 5 shows a time chart of the transmission pulses of the optical detectors 200 and 210 provided on the rotary shaft shielding disk 35 and the torque detection shaft shielding disk 36 in FIG.

【0066】本実施例においては、図5に示すように、
無負荷状態では、粘度計の回転とともに駆動軸遮蔽円板
35の光透過スリット300(A、B〜E)と、トルク
検出軸遮蔽円板36の光透過スリット300(A’、
B’〜E’)が、それぞれの光学的検出器200、21
0を同時に通過して、いずれの光透過スリット300に
ついても、通過時間差が全く生じないような、配置関係
にしておくものとする。
In this embodiment, as shown in FIG.
In the no-load state, the light transmission slits 300 (A, BE) of the drive shaft shielding disk 35 and the light transmission slits 300 (A ′,
B'-E ') are the respective optical detectors 200, 21
0 at the same time, so that any light transmission slits 300 are arranged in such a way that no transit time difference occurs.

【0067】本実施例を用いて、粘度を測定する場合、
つまり、円筒ロータ7に粘性トルクが加わって、トルク
スプリング34が捻られたまま回転する場合、光学的検
出器200、210の出力は、図10上2段に示すよう
なものとなる。ここで、いずれの光透過スリット300
も、回転主軸遮蔽円板35の光透過スリット300が通
過してから、トルク検出軸遮蔽円板36の光透過スリッ
ト300が通過するまでの時間差は、従来技術の欄で説
明したと同様に、トルクスプリング34の捻れ角度に比
例する。
When measuring the viscosity using this example,
That is, when a viscous torque is applied to the cylindrical rotor 7 and the torque spring 34 rotates while being twisted, the outputs of the optical detectors 200 and 210 are as shown in the upper two stages in FIG. Here, any of the light transmission slits 300
Also, the time difference between the passage of the light transmission slit 300 of the rotary spindle shielding disk 35 and the passage of the light transmission slit 300 of the torque detection shaft shielding disk 36 is the same as described in the section of the prior art. It is proportional to the torsion angle of the torque spring 34.

【0068】但し、従来技術とは異なり、本発明の粘度
計では、粘度計の円筒ロータ7のほぼ1回転につき、遮
蔽板の360°を分割した光透過スリット300の個数
に相当する回数(本実施例では5回)の計測を行なうこ
とができる。
However, unlike the prior art, in the viscometer of the present invention, the number of times corresponding to the number of light transmitting slits 300 obtained by dividing 360 ° of the shielding plate per one rotation of the cylindrical rotor 7 of the viscometer (number of the viscometers). (5 times in the embodiment).

【0069】この光学的検出器200、210からの出
力は、ゲート信号として、図9に示される、ゲート回路
132に入力される。このゲート回路132では、数2
により決定される発信周波数のクロックパルスをクロッ
ク回路131から受信し、カウンタ133へ出力するク
ロックパルスの制御を、ゲート信号によって行なう。
The outputs from the optical detectors 200 and 210 are input as a gate signal to a gate circuit 132 shown in FIG. In this gate circuit 132,
Is received from the clock circuit 131 and the clock pulse output to the counter 133 is controlled by a gate signal.

【0070】具体的には、ゲート回路132は、図10
に示すように、最初、光学的検出器200からのそれぞ
れの光透過スリット300の通過検出信号の出力(図1
0最上段、パルスA、B〜E)を受信した時点で、クロ
ック回路131から受信しているクロックパルスの、カ
ウンタ133への出力を開始する。次に、ゲート回路1
32は、光学的検出器210からの光透過スリット30
0の通過検出を示す出力信号(図10中段、パルス
A’、B’〜E’)が入力された時点で、クロックパル
スの出力を停止する(図10最下段)。
Specifically, the gate circuit 132
As shown in FIG. 1, first, the output of the passage detection signal of each light transmission slit 300 from the optical detector 200 (FIG. 1)
0, at the time of receiving the pulses A, B to E), the output of the clock pulse received from the clock circuit 131 to the counter 133 is started. Next, the gate circuit 1
32 is a light transmission slit 30 from the optical detector 210.
When an output signal (pulse A ′, B ′ to E ′ in the middle part of FIG. 10) indicating the detection of the passage of 0 is input, the output of the clock pulse is stopped (the bottom part in FIG. 10).

【0071】カウンタ133は、上記のように出力され
たクロックパルスの一群を計数する。ここで、クロック
パルスは、数2に示すように、駆動軸の回転速度と一定
の関係を持っている。したがって、この関係を用いて、
指度演算部134は、この計数値から容易に、ねじれ角
度または粘度指度を算出し、表示器140に表示するこ
とができる。
The counter 133 counts a group of clock pulses output as described above. Here, the clock pulse has a fixed relationship with the rotation speed of the drive shaft as shown in Expression 2. Therefore, using this relationship,
The finger degree calculation unit 134 can easily calculate the twist angle or the viscosity finger degree from the count value and display the twist angle or the viscosity finger degree on the display 140.

【0072】本実施例においては、指度演算部134に
おいて、粘度指度を算出している。しかし、指度演算部
134で、粘度指度のデータを基に、最終的に粘度を算
出し、この結果を表示器140に表示することも可能で
ある。
In the present embodiment, the fingeriness calculation unit 134 calculates the viscosity fingeriness. However, it is also possible to finally calculate the viscosity based on the data of the viscosity finger degree in the finger degree calculation unit 134 and display the result on the display 140.

【0073】以上説明したように、従来の粘度計では、
目盛り板の1回転に1回しか目盛り読取りが出来なかっ
たのに対して、本実施例では、円筒ロータ7のほぼ1回
転につき、全周を分割する光透過スリット300の数だ
け、粘度指度を読み取ることができる。したがって、最
初の測定値の読取り表示に要する時間、および、その後
の測定値の読取り表示に要する時間を、光透過スリット
の数をN個とすれば、従来の粘度計の1/Nに短縮する
ことができる。また、試料液粘度が短時間で変化するよ
うな測定であっても、粘度計1回転中の測定回数を、従
来の粘度計に比べて数倍の密度で測定出来るので、変化
に追従した測定が充分にできる。
As described above, in the conventional viscometer,
While the scale reading could be performed only once per rotation of the scale plate, in the present embodiment, the viscosity index is increased by the number of light transmission slits 300 dividing the entire circumference per substantially rotation of the cylindrical rotor 7. Can be read. Therefore, if the number of light transmission slits is N, the time required for reading and displaying the first measured value and the time required for reading and displaying the measured value thereafter are reduced to 1 / N of the conventional viscometer. be able to. Even when the viscosity of the sample liquid changes in a short time, the number of measurements during one rotation of the viscometer can be measured at a density several times higher than that of the conventional viscometer. Can be enough.

【0074】[0074]

【発明の効果】本発明によれば、粘度測定において、粘
度を測定するロータのほぼ1回転中の測定回数を、従来
の粘度計に比べて数倍に上げることができる。そのた
め、低速回転におけるデータが表示されるまでの時間
を、従来に比べて数分の1に短縮することが出来る。
According to the present invention, in the viscosity measurement, the number of times of measurement during one rotation of the rotor for measuring the viscosity can be increased several times as compared with the conventional viscometer. Therefore, the time until the data is displayed at the low-speed rotation can be reduced to a fraction of that in the related art.

【0075】[0075]

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】従来技術による回転式粘度計の原理を示す図。FIG. 1 is a diagram showing the principle of a conventional rotary viscometer.

【図2】従来技術による回転式粘度計の指針指度読み取
り部を説明する図。
FIG. 2 is a view for explaining a pointer finger reading unit of a rotary viscometer according to a conventional technique.

【図3】光学的検出器200、210からの出力を示す
図。
FIG. 3 is a diagram showing outputs from optical detectors 200 and 210.

【図4】本発明を適用した図9の実施例に用いる遮蔽円
板を示す図。
FIG. 4 is a view showing a shielding disk used in the embodiment of FIG. 9 to which the present invention is applied.

【図5】本発明を適用した一実施例における、無負荷状
態での、2つの光学的検出器の出力信号のタイミングを
示す図。
FIG. 5 is a diagram showing timings of output signals of two optical detectors in an unloaded state according to an embodiment to which the present invention is applied.

【図6】本発明を適用した一実施例の側面図で、上部に
設けられている駆動機構の概略構成を示す図。
FIG. 6 is a side view of an embodiment to which the present invention is applied, showing a schematic configuration of a driving mechanism provided at an upper portion.

【図7】図6の実施例の正面断面図で、回転機構の概略
構成を示す図。
FIG. 7 is a front sectional view of the embodiment of FIG. 6, showing a schematic configuration of a rotation mechanism.

【図8】図6の実施例の位相差検出機構の概略構成を説
明する図。
FIG. 8 is a diagram illustrating a schematic configuration of a phase difference detection mechanism according to the embodiment of FIG. 6;

【図9】本発明を適用した一実施例の機能ブロック図。FIG. 9 is a functional block diagram of an embodiment to which the present invention is applied.

【図10】図9の実施例における、粘度測定状態での、
2つの光学的検出器の出力信号のタイミングを示す図。
FIG. 10 shows a state in which the viscosity is measured in the embodiment of FIG.
The figure which shows the timing of the output signal of two optical detectors.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…可変速度モータ、2…出力軸、3…目盛り円板、3
a’…角度目盛り、3a遮光片、4…スプリング、5…
ロータ・ステム、6…試料液、7…円筒ロータ、8…コ
の字型指針、8a…遮光片、12…駆動軸、15…トル
ク検出軸、16…発光ダイオード、17…ホトトランジ
スタ、21…駆動用パルスモータ、22、23…プーリ
ー、24…タイミングベルト、25…回転主軸、26a
26b…ベアリング、27…第1のコの字型連結部材、
27b…第1のコの字型連結部材、28…宝石軸受け、
29…トルク検出軸、29a…トルク検出軸連結部材、
30…ピボット、31…コの字型腕部材、32…振れ止
め金具、33…ピン、34…トルクスプリング、35…
回転主軸遮蔽円板、36…トルク検出軸遮蔽円板、10
0…回転機構、110…駆動機構、120…位相差検出
機構、130…コントローラ、131…クロック回路、
132…ゲート回路、133…カウンタ、134…指度
演算部、140…表示器、150…回転数設定器、20
0、210…光学的検出器、300…光透過スリット。
1: Variable speed motor, 2: Output shaft, 3: Scale disk, 3:
a ': Angle scale, 3a light shielding piece, 4 ... spring, 5 ...
Rotor stem, 6 ... sample liquid, 7: cylindrical rotor, 8: U-shaped pointer, 8a: light shielding piece, 12: drive shaft, 15: torque detection shaft, 16: light emitting diode, 17: phototransistor, 21 ... Driving pulse motor, 22, 23 pulley, 24 timing belt, 25 rotating spindle, 26a
26b: bearing, 27: first U-shaped connecting member,
27b: first U-shaped connecting member, 28: jewel bearing,
29: torque detection shaft, 29a: torque detection shaft connecting member,
Reference numeral 30: pivot, 31: U-shaped arm member, 32: steady rest, 33: pin, 34: torque spring, 35:
Rotating main shaft shielding disk, 36 ... Torque detection shaft shielding disk, 10
0: rotation mechanism, 110: drive mechanism, 120: phase difference detection mechanism, 130: controller, 131: clock circuit,
132 gate circuit, 133 counter, 134 finger calculation unit, 140 display unit, 150 rotation speed setting unit, 20
0, 210: Optical detector, 300: Light transmission slit.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−149841(JP,A) 特開 昭61−149842(JP,A) 特開 昭61−149843(JP,A) 特開 平3−44535(JP,A) 実開 昭59−113746(JP,U) 実開 昭61−112255(JP,U) 特公 昭42−16033(JP,B1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01N 11/00 - 11/16 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-61-149841 (JP, A) JP-A-61-149842 (JP, A) JP-A-61-149843 (JP, A) JP-A-3-3 44535 (JP, A) Japanese Utility Model Showa 59-113746 (JP, U) Japanese Utility Model Showa 61-112255 (JP, U) Japanese Patent Publication No. 42-16033 (JP, B1) (58) Field surveyed (Int. 7 , DB name) G01N 11/00-11/16

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】回転するロータを被測定液に浸漬すること
により、被測定液の粘度を測定する回転式粘度計におい
て、前記 ロータに連結するトルク検出軸と、 回転駆動源と、前記 回転駆動源によって駆動される駆動軸と、前記 駆動軸と前記トルク検出軸とを、弾性的に連結する
弾性部材と、前記 駆動軸の回転について、1回転に複数回の検出信号
を出力する第1の回転検出手段と、前記 トルク検出軸の回転について、1回転に複数回の
出信号を出力する第2の回転検出手段と、前記 第1および前記第2の回転検出手段からの検出信号
を受けて、それらの時間間隔を検出し、該検出された時
間間隔を少なくとも用いて前記駆動軸あるいは前記トル
ク検出軸の1回転毎に複数回の粘度指度を求める粘度指
度算出手段と 前記駆動軸あるいは前記トルク検出軸の
1回転毎に、前記粘度指度を複数回ユーザに提示するた
めの情報を出力する出力手段とを有し、 前記第1および前記第2の回転検出手段が出力する検出
信号は、1回転の角度範囲に対して割り振られた複数の
分割角度範囲の各々について、それぞれ出力されるもの
であって、 前記各分割角度範囲は、前記弾性部材がフルスケールト
ルクを生じる角度以上の角度範囲であり、 前記粘度指度算出手段は、前記各分割角度範囲毎に新た
な粘度指度を求める ことを特徴とする回転式粘度計。
The method according to claim 1] immersing the rotor to rotate target solution, in a rotary viscometer measuring the viscosity of a test liquid, and the torque detection shaft coupled to the rotor, a rotary drive source, the rotary drive a drive shaft driven by the source, and the torque detection shaft and the drive shaft, and an elastic member for elastically connecting, for rotation of said drive shaft, a first for outputting a detection signal a plurality of times in one rotation a rotation detecting means, the rotation of the torque detection shaft, a second rotation detecting means for outputting a detection <br/> output signals a plurality of times in one rotation, from said first and said second rotation detection means receiving a detection signal when, detected their time interval, it is said detected
The drive shaft or the torque
A viscosity finger calculating means for calculating a plurality of viscosity finger degree for each rotation of the click detection axis of the drive shaft or the torque detection axis
For each rotation, the viscosity index is presented to the user multiple times.
Output means for outputting information for the rotation detection , wherein the first and second rotation detection means output
Signals are assigned to multiple rotation angles
What is output for each of the divided angle ranges
A is, each divided angular range, the elastic member is a full-scale preparative
An angle range equal to or more than the angle at which the torque is generated, and the viscosity index calculating means newly calculates
A rotary viscometer characterized by finding a suitable viscosity index .
【請求項2】請求項1に記載の回転式粘度計において、 前記各分割角度範囲は、全周を複数等分割して得られた
角度範囲であり、前記弾性部材がフルスケールトルクを
生じる角度に測定範囲調整のための余裕角度を 加えたも
のであることを特徴とする回転式粘度計。
2. The rotary viscometer according to claim 1, wherein each of the divided angle ranges is obtained by equally dividing the entire circumference.
Angle range, and the elastic member generates full-scale torque.
A margin angle for adjusting the measurement range is added to the resulting angle.
A rotary viscometer characterized by the following.
【請求項3】請求項1に記載の回転式粘度計において、 前記粘度指度算出手段は、前記第1の回転検出手段から
の検出信号を受けた後、前記第2の回転検出手段からの
検出信号を受けるときまでの時間間隔を、前記フルスケ
ールトルクを生じる角度に応じて設定された時間単位に
よって計測して時間差として検出するものであることを
特徴とする回転式粘度計。
3. A rotary viscometer according to claim 1, wherein said viscosity index calculating means is provided with a signal from said first rotation detecting means.
After receiving the detection signal from the second rotation detecting means.
The time interval until the detection signal is received is determined by the full-scale
In the time unit set according to the angle at which the torque
Therefore, it must be measured and detected as a time difference.
Characteristic rotary viscometer.
【請求項4】請求項3に記載の回転式粘度計において、 前記第1および前記第2の回転検出手段は、前記駆動軸
及び前記トルク軸の回転検出を光学的に行うものであ
り、 前記粘度指度算出手段で前記時間差の検出に用いられる
時間単位は、前記弾性部材がフルスケールトルクを生じ
る角度の1%未満の角度範囲に相当するものであること
を特徴とする回転式粘度計。
4. The rotary viscometer according to claim 3, wherein said first and second rotation detecting means are provided on said drive shaft.
And optically detecting the rotation of the torque shaft.
The viscosity difference calculating means is used for detecting the time difference.
The time unit is that the elastic member generates full-scale torque.
The angle range of less than 1% of the angle
Rotary viscometer characterized by the following.
【請求項5】請求項3に記載の回転式粘度計において、 前記粘度指度算出手段は、 予め定めた発信周波数のクロックパルスを連続的に発信
するクロック回路と、 前記第1の回転検出手段からの検
出信号を受けた後、前記第2の回転検出手段からの検出
信号を受けるときまで、前記クロック回路によって発生
されたクロックパルスを通過させるゲート回路と、 前記ゲート回路から出力されるクロックパルスを計数し
て、前記時間差を示す信号を得るカウンタとを有するこ
とを特徴とする回転式粘度計。
5. A rotary viscometer according to claim 3, wherein said viscosity index calculating means continuously transmits a clock pulse having a predetermined transmission frequency.
A clock circuit for detecting the rotation of the first rotation detecting means.
After receiving the output signal, detection from the second rotation detecting means
Generated by the clock circuit until the signal is received
A gate circuit for passing the clock pulse, and counting the clock pulse output from the gate circuit.
A counter for obtaining a signal indicating the time difference.
And a rotary viscometer.
【請求項6】請求項5に記載の回転式粘度計において、 前記駆動軸の回転数を設定する回転数設定器をさらに備
え、 前記クロック回路は、前記回転数設定器によって設定さ
れる回転速度nに対応して、フルスケールトルクに対応
する角度で決まる定数を乗じた周波数のクロックパルス
を、前記カウンタにおいて計数されるクロックパルスと
して生成することを特徴とする回転式粘度計。
6. The rotary viscometer according to claim 5, further comprising a rotation speed setting device for setting a rotation speed of said drive shaft.
The clock circuit is set by the rotation speed setting device.
Corresponding to the full-scale torque corresponding to the rotation speed n
Clock pulse multiplied by a constant determined by the angle
And a clock pulse counted in the counter
A rotary viscometer characterized by being produced.
【請求項7】請求項1に記載の回転式粘度計において、 前記ロータが被測定液に浸漬されない無負荷状態で前記
駆動軸が駆動された場合、前記第1および前記第2の回
転検出手段は同時に検出信号を出力するよう構成されて
いることを特徴とする回転式粘度計。
7. The rotary viscometer according to claim 1, wherein said rotor is not immersed in a liquid to be measured and said rotor is not loaded.
When the drive shaft is driven, the first and second rotations are performed.
The rotation detecting means is configured to output a detection signal at the same time.
A rotary viscometer.
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