JPH03146847A - 粘度測定方法及び装置 - 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〕 本発明は高粘性流体の粘度を測定する方法に係り、特に
連続して粘度の自動制定を行なう場合に有効な方法及び
装置である。

〔従来の技術〕

粘度の測定は種々な方法、装置が開発されているが、工
業的に連続して、しかも高粘度に適したものは少ない。

従来装置として主なものを紹介すると、オーム社発行の
文献「工業計測　第１７８頁〜第１８１頁」にも掲載さ
れている。米国Ｂｅｎｄｉｘ社製のＵｌｔｒａ　−Ｖｉ
ｓｃｏｓｏｎ　　の振動式の粘度針がある。

第３図にその要部を示す。溶液３の中に検知棒４があり
、振動板５に検知棒４は固定されている。

また振動板５にはコアー６が設けてあり、コアー６の周
囲には、加振コイル７があり、これらはケース２に収納
され、溶液３が入っている容器１に取り付けられている
。

今、加振コイル７に電気を通してコアー６を軸方向に振
動させると、振動板５、検知棒４は同時に縦振動を起こ
す。しかし、検知棒４は溶液３中にあるため溶液３の粘
性により振動は減衰する。

加振コイル７にパルスを加えると、コアー６の振輻は自
然対数的に減衰を起こす。あらかじめ設定した振幅以下
になれば、再度加振コイル７にパルスを加えて、コアー
６の振幅を大きくし、減衰間隔を調べる。この結果、パ
ルスを加える周期は、溶液の粘性に関係して変化するこ
とがわかり、この周期により粘度を調べようとする装置
である。

第４図は他の方法の例を示す。振動棒８は、溶液３の中
から、加振コイル７の中へ貫通している。

センサー９は振動棒８の振動をキャッチするものである
。加振コイル７は、振動棒８に横振動を与え、振動棒８
の振幅の変化はセンサー９により測定される。全加振コ
イル７に電気を通して、振動ｈ８を振動させた場合、振
動棒８は、溶液３の粘性によりたわみを生ずる。このた
わみを、センサー９により測定することにより、溶液３
の粘度を推定しようというものである。なお、この種の
装置として関連するものには例えば特開昭６１−２３７
０５５号が挙げられる。

〔発明が跡決しようとする課題〕

上述したように、第３図および第４図に示す従来技術は
、いずれも溶液に振動を与えることにより粘性によって
変化する振動現象を把握することにより、溶液の粘度を
推定しようとするものである。

しかしこれらの従来技術はいずれも高い周波数を有する
振動の変化を利用したものになっているために、振動棒
の振動を着実に溶液に伝えることがＭ要である。一方溶
液の粘度が高くなってくると、粘性力が慣性力より大き
くなり、振動棒の早い動きが、溶液に正しく伝達されな
くなる不具合がある。

本発明の目的は、品い粘度を有する液体の粘度を容易に
測定できる方法および装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、溶液と接する振動体の周波
数を低くし振動体と溶液との相対的な動きを小さくする
ことにより、振動体と溶液との追従性を改善し、溶液と
振動体とのすべりがないよう、ゆっくりとした＃きを振
動体に与えることにより、粘性抵抗を測定することがで
きるようにしたものである。

また、振動体と溶液とのすべりを小さくするために、溶
液形状は、凹凸部を設けて、溶液との密着性を向上した
ものである。

〔作　　　用〕

主軸の周囲に設けた主軸を回転または振動させる手段と
しては、回転磁界を形成する回磁コイルなどがあげられ
る。この回磁コイルを所定の周波数で励磁する。これに
呼応して主軸は、回転または、回転振動する。しかし主
軸の一端は溶液中にあり、溶液の粘度の大きさにより、
励磁振動に対し受信振動は遅れをともなう。主軸の振動
によって誘起された電圧を受信コイルで受信し、励磁振
動との差により遅れを求める。この遅れより溶液の粘度
を測定しようとするものである。

一般に回転振動の場合位相差と粘性抵抗との関係は、励
磁振動と受信振動との位相差をψとするここで、ωは、
励磁周波数 Ｐは、回転体全体系の固有振動数 ｎは、Ｃ／Ｉ Ｃは、粘性抵抗体数 ■は、回転体の慣性モーメントである。

また回転運動の場合、回転磁界の周期Ｓと受信コイルの
周期Ｓ′との差は、粘性抵抗に比例することにより粘性
抵抗を測定することができる。

〔実　施　例〕

以下、本発明の一実施例を第１図および第２図により説
明する。

第１図において、主軸１４は軸受１０ａ、１０ｂにて回
転自在に支持されている。主軸１４の一端には、翼１３
が設けられ、溶液３の中に突出している。軸受１０ａ、
１０ｂはケース２に収納され、ケース２とともに容器ｌ
に固定されている。主軸１４の周囲には回磁コイル１５
が設けられ、また同時に主軸１４に沿って受信コイル１
６がある。受信コイル１６に対向して主軸１４内には、
永久磁石１７が内周１箇所設けである。

今、回磁コイル！５に所定の周波数による回転磁界ある
いは回転振動磁界を与えると、主軸１４はこれに対応し
て振動を始める。しかし主軸１４には、翼１３が設置さ
れており、翼１３で溶液を攪拌する。

溶液はＣからｄへと翼内な通過する。しかし翼１３には
粘性抵抗が加わり回転磁界の動きに対し主軸１４は逐れ
を生ずることになる。このことは回転振動の場合は位相
差で表わされ、回転の場合は回転のすベリで表わされる
。これらは、いずれも前述したごとく、粘性抵抗の大き
さにより変化する。

この主軸１４の動きを受信コイルで採取し、励磁周期、
または回転差を求め、粘性抵抗を測定することができる
。

第２図のＸは励磁コイルの電圧に対し、ｙは受信コイル
の電圧を示す。ψが位相差である。

本実施例では、回磁コイルによる回転磁界あるいは回転
振動磁界について説明したが、本発明はこれらに限定さ
れるものではなく諸種の変形が可能である。例えば、溶
液中へ所定断面を有する部材を押し出すことにより押出
抵抗を電気的に測定し、溶液中のせん断応力を測定し粘
度を測定することも可能である。また、溶液中に接した
軸の他端を軸方向にリニアー励磁することも可能である
。

さらに、溶液中の翼の回転トルクの変化により、溶液の
粘度を指定することや、励磁周波数と、受信周波数とに
よるリサージュ模様での判定・測定等も可能である。

本実施例によれば、高い粘度を有する液体の粘度を容易
に測定できる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、溶液が高粘度物体であっても主軸の動
きを小さくすることにより、溶液と翼とのスリップを小
さ（することによって、より正確な粘性抵抗を容易に測
定することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の粘度測定方法を示す説明図
、第２図は第１図の励磁と受信との位相差を示す説明図
、第３図および第４図はそれぞれ従来の粘度測定方法を
示す説明図である。 ３・・・・・・溶液、１３・・・・・・翼、１４・・・
・・・主軸、ｂ・・・・・・回磁コイル、 工６・・・・・・受信コイル オ １ 図 オ 凹 −−−−１ Ｍ−一−−主釉 １ｓ−−−一回ぷ義コイル 〃−−−−交谷１４ル ３ 図 第４ 図 ５−−−一梗如板ｄ−−一一振訪峰

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、回転軸の一端を液中に接し、回転軸の他端を励磁す
   る回転磁界の周波数と、回転軸によって励磁される周波
   数との遅れを検出し、液の粘度を測定することを特徴と
   する粘度測定方法。 ２、軸受で支持した主軸の一端に円盤を設け、他端に該
   主軸の周囲に、主軸を回転または振動させる手段と、主
   軸の回転または振動の動きを受信する手段とを設けたこ
   とを特徴とする粘度測定装置。 ３、主軸の一端に設けた円盤の外周を歯車形状等の凹凸
   形状にしたことを特徴とする請求項第２項記載の粘度測
   定装置。