JP7346070B2 - 回転式粘度計を用いて物質の粘度を特定する方法 - Google Patents
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Description
・第1のステップにおいて、試料が中にある測定ビーカに測定体を浸し、
・第2のステップにおいて、初期回転数、特に停止状態を有する第1の測定点から出発して、それぞれの回転数を有する少なくとも2つの後続の測定点において、測定回転軸の回転数を段階的に増大させ、個々の測定点において駆動部と測定回転軸との間のそれぞれの角度変位を特定し、
・第3のステップにおいて、測定点において特定した測定値を使用して、試料に対し、回転数と角度変位との間の関係についての推定関数を特定し、
・第4のステップにおいて、推定関数に基づいて、前もって定めた最適角度変位が生じる最適回転数を特定し、
・第5のステップにおいて、特に最適回転数において、試料の粘度測定を実行する、ことである。
Claims (16)
- 駆動部(4)によって駆動される測定回転軸(1)と、最大角度変位(φmax)および最適角度変位(φopt)を有する弾性的な連結要素(6)と、前記測定回転軸(1)の一方の端部に配置されかつ試料(9)に供給可能な測定体(3)と、を含む回転式粘度計(10)を用いて、物質の粘度を特定する方法であって、
前記最適角度変位(φopt)は、前記最大角度変位(φmax)よりも小さく、
前記測定回転軸(1)は、前記連結要素(6)を介して前記駆動部(4)に接続されており、
前記駆動部(4)と前記測定回転軸(1)との間の角度変位(φ)が測定動作時に測定可能であるように、前記測定回転軸(1)に対して配置されかつ構成されている角度測定ユニット(8)が設けられており、
前記回転式粘度計(10)は、前記角度測定ユニット(8)によって測定した、前記連結要素(6)の前記角度変位(φ)が供給される評価ユニット(12)を有しており、前記連結要素(6)の前記最適角度変位(φopt)は、前記評価ユニット(12)に格納されているかまたは前記測定を開始する前に前記評価ユニット(12)に供給され、
・第1のステップにおいて、前記試料(9)が中にある測定ビーカ(7)に前記測定体(3)を浸し、
・第2のステップにおいて、前記測定回転軸(1)の前記回転数(n)が初期回転数(n0)を有する第1の測定点(P0)から出発して、少なくとも2つの後続の測定点(P1、P2)において前記測定回転軸(1)の前記回転数(n)がそれぞれの回転数(n1、n2)を有するように、前記測定回転軸(1)が前記駆動部(4)によって駆動されることにより前記測定回転軸(1)の前記回転数(n)を段階的に増大させ、個々の前記測定点(P0、P1、P2)において前記駆動部(4)と前記測定回転軸(1)との間のそれぞれの前記角度変位(φ0、φ1、φ2)を、前記角度測定ユニット(8)によって特定し、
・第3のステップにおいて、前記評価ユニット(12)により、前記測定点(P0、P1、P2)において特定した測定値を使用して、前記試料(9)に対し、前記回転数(n)と前記角度変位(φ)との間の関係についての推定関数(φ=f(n,t))を特定し、
・第4のステップにおいて、前記評価ユニット(12)により、前記推定関数(φ=f(n,t))に基づいて、前もって定めた最適角度変位(φopt)が生じる最適回転数(nopt)を特定し、
・第5のステップにおいて、前記最適回転数(nopt)において、前記評価ユニット(12)により、前記試料(9)の粘度測定を実行する、
方法。 - 前記最適角度変位(φopt)は、前記連結要素(6)の前記最大角度変位(φmax)の少なくとも75%であることを特徴とする、
請求項1記載の方法。 - 前記測定回転軸(1)の前記回転数(n)が前記初期回転数(n 0 )を有する前記第1の測定点(P 0 )において、前記測定体(3)は、停止状態であることを特徴とする、
請求項1または2記載の方法。 - 前記試料(9)の前記粘度の前記測定のために、異なる粘度を有するそれぞれの試料(9)に対してそれぞれ最適な特性を有する、所定の個数の測定回転軸(1)および/または測定体(3)を用意し、
前記方法の前記第1のステップ~第3のステップに対し、任意の第1の測定回転軸(1)および/または測定体(3)を使用し、
前記第4のステップにおいて、特定した前記最適回転数(nopt)および/または前記推定関数(φ=f(n,t))と、前記測定に対して規定されかつ定められた回転数(nsoll)と、を比較し、
現在の前記試料および/または前もって測定した基準流体に対する、前記測定回転軸(1)および/または前記測定体(3)の前記特性に基づいて、検査対象の前記試料(9)に対する最適測定回転軸(1)および/または最適測定体(3)を特定し、
前記第5のステップにおいて、前記試料(9)の前記粘度の前記測定に対し、特定した前記最適測定回転軸(1)を使用することを特徴とする、
請求項1から3までのいずれか1項記載の方法。 - 特定した前記最適測定回転軸(1)および/または前記最適測定体(3)を用いて、前記第1のステップ~前記第4のステップを繰り返すことを特徴とする、
請求項4記載の方法。 - 前記第2のステップにおいて、前記第1の測定点(P0)から出発して、それぞれの回転数(n1、n2)を有する、それぞれの後続の前記測定点(P1、P2)において、前記測定回転軸(1)の前記回転数(n)を2倍にすることを特徴とする、
請求項1から5までのいずれか1項記載の方法。 - 前記第1のステップにおいてまたは前記第2のステップの開始時に、前記第1の測定点(P0)における前記角度変位(φ0)を、定められた値に較正するかまたはリセットすることを特徴とする、
請求項1から6までのいずれか1項記載の方法。 - 前記定められた値は、0°であることを特徴とする、
請求項7記載の方法。 - それぞれの測定点(P0、P1、P2)におけるそれぞれの前記角度変位(φ0、φ1、φ2)を、定常状態において特定することを特徴とする、
請求項1から8までのいずれか1項記載の方法。 - 前記角度変位(φ0、φ1、φ2)の2つの測定値の差分を形成し、無限インパルス応答フィルタを使用することにより、前記推定関数(φ=f(n,t))を特定することを特徴とする、
請求項1から9までのいずれか1項記載の方法。 - パラメタ推定のために再帰最小二乗アルゴリズムまたはカルマンフィルタを使用することにより、前記推定関数(φ=f(n,t))を特定することを特徴とする、
請求項1から10までのいずれか1項記載の方法。 - 前記第2のステップにおいて、前もって定めた最大角度変位(φmax)が生じるまで前記回転数(n)を増大させ、前記最大角度変位(φmax)が生じた際に前記測定を中断することを特徴とする、
請求項1から11までのいずれか1項記載の方法。 - 前記推定関数(φ=f(n,t))を特定するために、所定の個数のモデルパラメタおよび/または予想モデルおよび/または基準物質によって特定した較正モデルを使用することを特徴とする、
請求項1から12までのいずれか1項記載の方法。 - 前記試料(9)の前記粘度の前記測定のために、それぞれ異なる最適角度変位(φopt)を有し、異なる粘度を有する試料(9)に対してそれぞれ最適な特性を有する、所定の個数の交換可能な連結要素(6)および/または角度測定ユニット(8)および/または回転式粘度計(10)を用意し、
前記評価ユニット(12)またはそれぞれの前記評価ユニット(12)に、前記連結要素(6)のそれぞれの最適角度変位(φopt)が格納されているか、または前記測定を開始する前に前記評価ユニット(12)に供給し、
前記第1のステップにおいて、前記方法の前記第1のステップ~第3のステップおよび/または第4のステップに対し、任意の第1の連結要素(6)および/または任意の第1の角度測定ユニット(8)および/または任意の第1の回転式粘度計(10)を使用し、
前記第4のステップにおいて、特定した前記最適回転数(nopt)および/または前記推定関数(φ=f(n,t))と、前記測定に対して規定されかつ定められた回転数(nsoll)と、を比較し、
前記連結要素(6)および/または前記角度測定ユニット(8)の前記特性に基づいて、検査対象の前記試料(9)に対する最適連結要素(6)および/または最適角度測定ユニット(8)を特定して前記粘度の前記測定に使用することを特徴とする、
請求項1から13までのいずれか1項記載の方法。 - 駆動部(4)によって駆動される測定回転軸(1)と、最大角度変位(φmax)および最適角度変位(φopt)を有する弾性的な連結要素(6)と、前記測定回転軸(1)の一方の端部に配置されておりかつ試料(9)に供給可能な測定体(3)と、を含む、物質の粘度を測定する回転式粘度計(10)であって、前記最適角度変位(φopt)は、前記最大角度変位(φmax)よりも小さく、前記測定回転軸(1)は、前記連結要素(6)を介して前記駆動部(4)に接続されており、
前記駆動部(4)と前記測定回転軸(1)との間の角度変位(φ)を測定動作時に測定可能であるように、前記測定回転軸(1)に対して配置かつ構成されている角度測定ユニット(8)が設けられている、回転式粘度計(10)において、
前記回転式粘度計(10)は、前記角度測定ユニット(8)によって測定された、前記連結要素(6)の前記角度変位(φ)を供給可能な評価ユニット(12)を有しており、
前記連結要素(6)の前記最適角度変位(φopt)は、前記評価ユニット(12)に格納されているかまたは前記測定を開始する前に前記評価ユニット(12)に供給可能であり、
前記回転式粘度計(10)および前記評価ユニット(12)は、請求項1から12までのいずれか1項記載の方法を実行可能に構成およびプログラムされていることを特徴とする、
回転式粘度計(10)。 - 前記弾性的な連結要素(6)は、ばねであることを特徴とする、
請求項15記載の回転式粘度計(10)。
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