JPH01209338A - 粘度測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はフラックス等の高温融体の粘度測定に用いる装
置に関する。

〔従来技術〕

第３図は従来の粘度測定装置の構成を示す模式図であり
、図に示す如くこの装置は、粘度を測定する試料液体８
中に浸漬した薄板状の振動片７を振動装置３で振動させ
て、試料液体８の粘性抵抗によって減衰する振動片７の
振動の振幅を光学的に測定し、該振幅から試料液体８の
粘度を求めるべく構成しである。振動装置３は、発振器
１から発振された正弦波を増幅器２によって増幅したも
のを入力することによって振動棒３ａを振動させ、該振
動棒３ａの先端に取付けた振動片７を振動させる。振動
棒３ａにはターゲット３ｂが取付けてあり、該ターゲラ
）３ｂに光源１１から光を照射しその反射光又は透過光
をとらえて振動片７の振幅を振幅測定装置１４が測定す
る。このようにして測定した振動の信号を信号分離器１
５へ入力し、試料液体の粘性抵抗に基づく信号のみを分
離して抽出した後抽出された信号をマイクロコンピュー
タ６で解析し、振動片７の正確な振幅を求める。以上述
べた従来装置により試料液体８の粘度を求める場合に、
振動装置３の駆動力を一定にすれば、振動片７の振幅は
試料液体８の粘性抵抗に対応して変化するので、それを
利用して試料液体８の粘度が測定できる。なお、第３図
中９は、高温で融体の粘度を測定する場合に振動装置３
を遮熱すべく用いられる水冷ジャケットであり、１０は
光源１１の電源である。

この装置を用いて大気中および試料液体中での振動片７
の振幅を測定すると、試料液体８０粘度μは下記式（１
）で表わされる。

ρ　　　Ｅ 但し、　ρ：試料液体の密度 に：装置定数 Ｅａ：大気中における振動片の振幅 Ｅ：試料液体中における振動片の振幅 〔発明が解決しようとする課題〕 従来の粘度測定装置においては、試料液体の粘度測定前
に大気中で測定した振幅Ｅａは測定中に変動しないとい
う仮定がなされているが、実際にはＥａが振動装置のド
リフト、図示しない試料加熱装置からの輻射熱による温
度上昇または湿度変化により変動し、その誤差が粘度の
測定値にも影響を及ぼしていたため粘度測定前に検出す
る大気中での振幅Ｅａを安定化させる操作に長時間を要
し、迅速な粘度測定ができないという問題があった。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その
目的とするところは、振動片を振動させるべく印加する
交流電圧の位相と振動の位相との差を測定することによ
り測定誤差が少なく、また測定時間を大巾に短縮する粘
度測定装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係る粘度測定装置は、液体中に浸漬した振動片
を、交流電圧で振動させて前記液体の粘度を測定する装
置において、前記交流電圧と前記振動片の振動との位相
差を検出する位相差検出器を具備し、前記位相差により
、前記液体の粘度を求めるべく構成してあることを特徴
とする。

〔作用〕

本発明装置にあっては、位相差検出器が振動装置に印加
される交流電圧の位相と振動片の振動の位相との差を検
出し、それによってマイクロコンピュータが試料液体の
粘度を算出する。

〔実施例〕

以下、本発明装置をその実施例を示す図面に基づき具体
的に説明する。第１図は本発明装置の構成を示す模式図
であり、図に示す如くこの装置は粘度を測定する試料液
体８中に浸漬した薄板状の振動片７を交流電圧を印加し
て振動させる振動装置３で振動させて、試料液体８の粘
性抵抗によって減衰する振動片７の振動の位相を光学的
に測定し、該位相と交流電圧の位相との差から試料液体
８の粘度を求めるべく構成しである。振動装置３は発振
器１から発振された正弦波交流電圧を増幅器２で増幅し
たものを入力することによって振動棒３ａを振動させ、
該振動棒３ａの先端に取付けた振動片７を振動させる。

振動棒３ａにはターゲラ）３ｂが取付けてあり、該ター
ゲット３ｂに光源１１から光を照射し、その反射光又は
透過光をとらえて振動片７の振動の位相を非接触型変位
計４が測定する。

このようにして測定した振動の位相を振動装置３からの
交流電圧の位相とともに位相差検出器５へ入力し、これ
らの位相差を算出し、該位相差からマイクロコンピュー
タ６が所定の式により試料液体の粘度を算出すべく演算
を行う。以下にその演算方法について詳しく述べる。

本発明装置のように振動装置に周期的外力を与え、粘性
抵抗をもった試料液体中に浸漬した振動片に減衰振動を
与える場合に生じる位相差δは下記式（２）で求められ
る。

ここで、Ｃは減衰係数であり、振動片を用いる粘度計の
場合下記式（３）で与えられる。

Ｃ＝Ｒｓ＋ＡＪπｆρμ　　　　　　　　・・・（３）
但し、　　ω：　２πｆ ｋ：バネ定数 ｍ：実行振動質量 ｆ：振動周波数（共振周波数） ρ：試料液体の密度 μ：試料液体の粘度 Ａ：振動片の両面の面積 ＲＭ：振動系固有の機械的インピーダンスの抵抗分 次に、式（３）を式（２）に代入し、ρμに対して展開
すると下記式（４）が求められる。

ｆ）ｌ’　＝　　（Ｋｔｔａｎδ　　−に２）　　”　
　　　　　　　　・（４１ここでに、、　Ｋ２は装置定
数であり下記式（５）、　（６）で表わされる。

従って、密度ρと粘度μが既知の液体を用いて予め装置
定数に＋、Ｋｇを決定しておけば、位相差δから弐（４
）により試料液体のρμ値を求めることができる。よっ
て測定温度におけるρ値を代入すればμの値が求められ
る。但し、式（４）は下記〔１〕〜〔６〕に示す仮定の
もとに成立する。

〔１〕　試料液体がニュートン流体である。

〔２〕　振動片の振動によって乱流が生じない。

〔３〕　振動片の表面と試料液体との間にすべりがない
。

〔４〕　振動片の大きさが、振動によって生じる波の波
長に比べて十分太き（、振動片の端部の影響が無視でき
、更に波が平面波と見なせる。

〔５〕　試料液体を入れる容器が十分大きく、容器内壁
による反射波の影響が無視できる。

〔６〕　大気中における共振周波数と試料液体中におけ
る共振周波数とが同一と見なせる。

以上〔１〕〜〔６〕の条件を満たすと仮定し、粘度計校
正用ＪＩＳ標準シリコン油ＪＳ２０００を試料液体とし
て用い、表１に示す実験条件の下で従来装置と本発明装
置によりρμ値を夫々連続測定した場合の時間経過（ｈ
ｒ）に対するＩ）μ（ｋｇ”−ｔｍ−”　ｓ−’）値の
変化を第２図に示す。

第２図中実線は本発明装置による測定結果、線は従来装
置による測定結果を夫々示している。

従来装置を用いた場合には振動ＭＡＵのドリフトにより
ρμの値が見掛は上時間の経過とともに減少して行くが
、本発明装置を用いた場合には位相差から粘度を算出す
る方式であるため温度等に影響されず、従ってρμ値は
時間の経過とともに変化しない。

〔効果〕

以上に詳述した如く、本発明に係る粘度測定装置におい
ては、振動装置に印加される交流電圧と振動片の振動と
の位相差を測定する方法を用いているため振動装置のド
リフト、試料加熱装置からの輻射熱による温度上昇また
は湿度変化による測定誤差がなくなり、また粘度測定前
に大気中での振動の振幅を測定することが不要となるた
め、測定時間の大巾な短縮がはかれる等本発明は優れた
効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の模式図、第２図は本発明装置およ
び従来装置による経過時間とρμ値との関係を示すグラ
フ、第３図は従来装置の模式図である。 １・・・発振器　２・・・増幅器　３・・・振動装置　
４・・・非接触型変位計　５・・・位相差検出器　６・
・・マイクロコンピュータ　７・・・振動片 持　許　出願人　　住友金属工業株式会社代理人　弁理
士　　河　　野　　登　　夫手続補正書（自発） １．事件の表示 事件との関係　特許出願人 所在地　大阪市東区北浜５丁目１５番地名　称　（２１
１）住友金属工業株式会社代表者新宮康男 ４、代理人 住　所　■５４３大阪市天王寺区四天王寺１丁目１４番
２２号　日進ビル２０７号 明細書の「発明の詳細な説明」の欄 ６、補正の内容 明細書第９頁第３行に「振動ＭＡＵの」とあるのを「振
動装置の」と訂正する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、液体中に浸漬した振動片を、交流電圧で振動させて
   前記液体の粘度を測定する装置において、前記交流電圧
   と前記振動片の振動との位相差を検出する位相差検出器
   を具備し、前記位相差により、前記液体の粘度を求める
   べく構成してあることを特徴とする粘度測定装置。