JPH03148040A - 粘度測定装置 - Google Patents
粘度測定装置Info
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- JPH03148040A JPH03148040A JP28821689A JP28821689A JPH03148040A JP H03148040 A JPH03148040 A JP H03148040A JP 28821689 A JP28821689 A JP 28821689A JP 28821689 A JP28821689 A JP 28821689A JP H03148040 A JPH03148040 A JP H03148040A
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- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 7
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 4
- 238000009472 formulation Methods 0.000 claims 1
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- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 6
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- 229920001817 Agar Polymers 0.000 description 2
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Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
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。
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］
この発明は、圧電素子等の振動子を用いて流体の粘度を
検出する粘度測定装置に関する。
検出する粘度測定装置に関する。
［従来の技術］
従来、セラミックス等の振動子を用いて液体の粘度を測
定するものは、被測定液に振動子を接触させ、その液中
における振動を振動センサーによって検出し、検出振動
の強弱により粘度を測定するものがある。
定するものは、被測定液に振動子を接触させ、その液中
における振動を振動センサーによって検出し、検出振動
の強弱により粘度を測定するものがある。
また、水晶振動子、を液体中で振動させその際の抵抗成
分を測定して粘度を求めるものも提案されている。
分を測定して粘度を求めるものも提案されている。
［発明が解決しようとする課題］
上記従来の技術の場合、振動子を振動させてその液中で
の振動を検出するものは、液体中に伝わっり振動をセン
サーで検出するのでセンサーの感度が問題となり、周囲
のノイズの影響等もあり、精度が良くないという欠点が
ある上、装置も大きくなるという問題があった。
の振動を検出するものは、液体中に伝わっり振動をセン
サーで検出するのでセンサーの感度が問題となり、周囲
のノイズの影響等もあり、精度が良くないという欠点が
ある上、装置も大きくなるという問題があった。
また、水晶振動子を用いるもの、振動の振幅が小さく、
粘性による影響が小さいのでこれも感度が良くないとい
う欠点がある。
粘性による影響が小さいのでこれも感度が良くないとい
う欠点がある。
この発明は、上記従来の技術の問題点に鑑みて成された
もので、精度が高く、簡単な構造の粘度測定装置を提供
することを目的とする。
もので、精度が高く、簡単な構造の粘度測定装置を提供
することを目的とする。
［課題を解決するための手段］
この発明は、被測定流体中に浸漬されるバイモルフ素子
とこれを振動させる駆動部が設けられ、このバイモルフ
素子の駆動時のインピーダンスを検出するインピーダン
ス検出手段を有し、測定インピーダンスから粘度を求め
る演算式および演算データを記憶した記憶手段と、上記
インピーダンス検出手段により検出された値から上記演
算式により粘度を算出する粘度演算手段と、算出した粘
度を表示する表示手段とを備えた粘度測定装置である。
とこれを振動させる駆動部が設けられ、このバイモルフ
素子の駆動時のインピーダンスを検出するインピーダン
ス検出手段を有し、測定インピーダンスから粘度を求め
る演算式および演算データを記憶した記憶手段と、上記
インピーダンス検出手段により検出された値から上記演
算式により粘度を算出する粘度演算手段と、算出した粘
度を表示する表示手段とを備えた粘度測定装置である。
［作用］
この考案の粘度測定装置は、バイモルフ素子を被測定流
体中で振動させることにより、そのバイモルフ素子のイ
ンピーダンスが粘度に対応した値を示し、所定の演算式
により粘度を測定するようにしたものである。
体中で振動させることにより、そのバイモルフ素子のイ
ンピーダンスが粘度に対応した値を示し、所定の演算式
により粘度を測定するようにしたものである。
［実施例］
以下この発明の一実施例について図面に基づいて説明す
る。
る。
この実施例の粘度測定装置は、圧電素子を二枚貼り合わ
せたバイモルフ素子から成る粘度センサー１が、流体中
に浸漬可能に設けられており、さらに、この粘度センサ
ー１を振動させる駆動回路２、および駆動時の粘度セン
サー１のインピーダンスを測定するために、これを測定
可能な信号に変換する信号変換部３が設けられている６
また、装置の制御および粘度算出を行なうマイクロコン
ピュータ等の演算部４が装置内に設けられ、この演算部
４は、インターフェース５を介して表示部６、操作部７
と接続している。さらに、装置の制御内容を記憶させた
制御プログラムメモリ８、バイモルフ素子のインピーダ
ンスから粘度を算出する演算式および演算のためのデー
タを記憶させたデータメモリ９とを有している。また、
インターフェース５を介して演算部４からセンサー駆動
回路２に送られる駆動信号を、Ｄ／Ａ変換してアナログ
の正弦波信号に変換するＤ／Ａ変換回路１０および、信
号変換部３から出力されるアナログ信号をデジタル信号
に変換するＡ／Ｄ変換回路１１が設けられている。
せたバイモルフ素子から成る粘度センサー１が、流体中
に浸漬可能に設けられており、さらに、この粘度センサ
ー１を振動させる駆動回路２、および駆動時の粘度セン
サー１のインピーダンスを測定するために、これを測定
可能な信号に変換する信号変換部３が設けられている６
また、装置の制御および粘度算出を行なうマイクロコン
ピュータ等の演算部４が装置内に設けられ、この演算部
４は、インターフェース５を介して表示部６、操作部７
と接続している。さらに、装置の制御内容を記憶させた
制御プログラムメモリ８、バイモルフ素子のインピーダ
ンスから粘度を算出する演算式および演算のためのデー
タを記憶させたデータメモリ９とを有している。また、
インターフェース５を介して演算部４からセンサー駆動
回路２に送られる駆動信号を、Ｄ／Ａ変換してアナログ
の正弦波信号に変換するＤ／Ａ変換回路１０および、信
号変換部３から出力されるアナログ信号をデジタル信号
に変換するＡ／Ｄ変換回路１１が設けられている。
さらに、被測定流体の温度を検出する温度センサー１２
と、温度センサー１２からの出力を増幅し温度データを
検出可能な信号に変換する公知の温度検出部１３、およ
びその出力をデジタル値にするＡ／Ｄ変換回路１４が設
けられている。
と、温度センサー１２からの出力を増幅し温度データを
検出可能な信号に変換する公知の温度検出部１３、およ
びその出力をデジタル値にするＡ／Ｄ変換回路１４が設
けられている。
上記信号変換部３は、第２図に示すように、粘度センサ
ー１と直列に接続された標準抵抗Ｒが設けられ、粘度セ
ンサー１および標準抵抗Ｒにはそれぞれ増幅器１５が並
列に接続されている。さらに増幅器１５の出力は、ベク
トル電圧比測定回路１６に接続され、粘度センサーＩと
標準抵抗Ｒとの電圧比が、実数部虚数部に分かれて出力
される様になっている。
ー１と直列に接続された標準抵抗Ｒが設けられ、粘度セ
ンサー１および標準抵抗Ｒにはそれぞれ増幅器１５が並
列に接続されている。さらに増幅器１５の出力は、ベク
トル電圧比測定回路１６に接続され、粘度センサーＩと
標準抵抗Ｒとの電圧比が、実数部虚数部に分かれて出力
される様になっている。
この実施例の粘度センサーであるバイモルフ素子は、第
３図に示す様に、３枚の電極１７．１８１９の間に、異
なる特性のセラミックス等の圧電素子の板２０．２１を
それぞれ挟み込んだものである。
３図に示す様に、３枚の電極１７．１８１９の間に、異
なる特性のセラミックス等の圧電素子の板２０．２１を
それぞれ挟み込んだものである。
この実施例の粘度測定装置の動作は、粘度センサー１を
被測定流体中に浸漬し、振動させると、その流体粘度に
対応して駆動時の粘度センサー１のインピーダンスが低
下する６そして、粘度センサー１のインピーダンスは、
第２図に示す信号変換部３で演算可能なデータに変換さ
れ、そのアナログデータがＡ／Ｄ変換回路１１を経てデ
ジタルデータに変換され演算部４によってインピーダン
スが演算される。
被測定流体中に浸漬し、振動させると、その流体粘度に
対応して駆動時の粘度センサー１のインピーダンスが低
下する６そして、粘度センサー１のインピーダンスは、
第２図に示す信号変換部３で演算可能なデータに変換さ
れ、そのアナログデータがＡ／Ｄ変換回路１１を経てデ
ジタルデータに変換され演算部４によってインピーダン
スが演算される。
上記の演算は、先ず、駆動回路２より所定の振動数の正
弦波電圧が粘度センサーｌおよび標準抵抗Ｒに印加され
ると、粘度センサー１および標準抵抗Ｒには同一電流Ｉ
が流れ、この時の粘度センサー１と標準抵抗Ｒの電圧を
、増幅器１５で増幅してベクトル電圧比測定回路１６に
入力する。そして、このベクトル電圧比測定回路１６で
は、増幅後の粘度センサー１の電圧をＥＸ、標準抵抗Ｒ
の電圧を特徴とする特許 Ｅ、＝Ｚ Ｘ １． Ｅ、＝ＲＩ （ＺＸはセンサーのインピーダンス） と表わされ、 Ｚ、＝Ｅ、／ＥＲＲ ＝（×（ω） ＋ｊｙ （ω））Ｒ ［ｘ （ω）はω・２πｆ （ｆは周波数）の関数とし
て表わされる電圧比の実数成分、ｙはωの関数として表
わされる電圧比の虚数成分］ となるので、このＸ（ω）、ｙ（ω）を算出し出力する
。
弦波電圧が粘度センサーｌおよび標準抵抗Ｒに印加され
ると、粘度センサー１および標準抵抗Ｒには同一電流Ｉ
が流れ、この時の粘度センサー１と標準抵抗Ｒの電圧を
、増幅器１５で増幅してベクトル電圧比測定回路１６に
入力する。そして、このベクトル電圧比測定回路１６で
は、増幅後の粘度センサー１の電圧をＥＸ、標準抵抗Ｒ
の電圧を特徴とする特許 Ｅ、＝Ｚ Ｘ １． Ｅ、＝ＲＩ （ＺＸはセンサーのインピーダンス） と表わされ、 Ｚ、＝Ｅ、／ＥＲＲ ＝（×（ω） ＋ｊｙ （ω））Ｒ ［ｘ （ω）はω・２πｆ （ｆは周波数）の関数とし
て表わされる電圧比の実数成分、ｙはωの関数として表
わされる電圧比の虚数成分］ となるので、このＸ（ω）、ｙ（ω）を算出し出力する
。
そして、演算部４では上記Ｘ（ω）、ｙ（ω）より、
Ｚ ｘ ｌ ＝ Ｒｆ’Ｔｃ ω ＋ｙ ωを演算
し、粘度センサー１のインピーダンスが求められる。
し、粘度センサー１のインピーダンスが求められる。
以上のようにして算出したインピーダンスを、演算部４
で、データメモリ９に記憶されていた演算式に入れ、粘
度演算データをもとにして粘度を算出し、その値を表示
部６に出力し、粘度を表示する。ここで、粘度とインピ
ーダンスは、バイモルフ素子の振動に対して粘性はこれ
を妨げる方向に作用するので、はぼ逆比例の関係にある
。またセンサーの振動数とインピーダンスとの関係は、
第４図のグラフに示すように、周波数が高くなると感度
が低下する傾向にあり、寒天含有量が多いほど、すなは
ち粘度が高いはどインビータンスは低下する。従って、
測定周波数は、１〜１０ｋＨ２の間の感度の良い周波数
を選んで１回または異なる周波数で複数回測定する。
で、データメモリ９に記憶されていた演算式に入れ、粘
度演算データをもとにして粘度を算出し、その値を表示
部６に出力し、粘度を表示する。ここで、粘度とインピ
ーダンスは、バイモルフ素子の振動に対して粘性はこれ
を妨げる方向に作用するので、はぼ逆比例の関係にある
。またセンサーの振動数とインピーダンスとの関係は、
第４図のグラフに示すように、周波数が高くなると感度
が低下する傾向にあり、寒天含有量が多いほど、すなは
ち粘度が高いはどインビータンスは低下する。従って、
測定周波数は、１〜１０ｋＨ２の間の感度の良い周波数
を選んで１回または異なる周波数で複数回測定する。
さらに、この実施例では、温度センサー１２により、温
度補償も行なっている。これは、被測定流体の粘度は、
温度により大きく変化するものであるから、一定の温度
での粘度を求めたい場合もあるからである。
度補償も行なっている。これは、被測定流体の粘度は、
温度により大きく変化するものであるから、一定の温度
での粘度を求めたい場合もあるからである。
この実施例によれば、バイモルフ素子は振幅が大きく、
粘性による影響がインピーダンスに顕著に表われるので
、バイモルフ素子の粘度センサーｌによって、簡単かつ
正確に流体の粘度を求めることができる。しかも、温度
センサー１２により温度補償も行なっているので、必要
に応じて、測定時の温度による粘度のばらつきや誤差を
除去することもできる。
粘性による影響がインピーダンスに顕著に表われるので
、バイモルフ素子の粘度センサーｌによって、簡単かつ
正確に流体の粘度を求めることができる。しかも、温度
センサー１２により温度補償も行なっているので、必要
に応じて、測定時の温度による粘度のばらつきや誤差を
除去することもできる。
なおこの発明の粘度センサーは、種々の流体に使用でき
るものであり、バイモルフ素子の形状や信号変換部の回
路は適宜変更できるものである。
るものであり、バイモルフ素子の形状や信号変換部の回
路は適宜変更できるものである。
［発明の効果］
この発明の粘度測定装置は、バイモルフ素子の粘度セン
サーを用い、これを被測定流体中で振動させるので、比
較的大きい振幅が得られ粘性によるインピーダンスへの
影響が大きく、そのときのセンサーのインピーダンスを
基にして粘度を求めることにより、精度が高く測定誤差
が少ない粘度測定装置を提供することができる。
サーを用い、これを被測定流体中で振動させるので、比
較的大きい振幅が得られ粘性によるインピーダンスへの
影響が大きく、そのときのセンサーのインピーダンスを
基にして粘度を求めることにより、精度が高く測定誤差
が少ない粘度測定装置を提供することができる。
さらに、この粘度測定装置は、測定可能範囲も広く、粘
度データおよび演算式を変えることにより、種々の流体
の粘度測定に利用できるものである。
度データおよび演算式を変えることにより、種々の流体
の粘度測定に利用できるものである。
第１図はこの発明の粘度測定装置の一実施例を示すブロ
ック図、第２図はこの実施例の信号変換部を示す回路図
、第３図はこの実施例のセンサーの正面図、第４図はこ
の実施例のインピーダンスと振動数の関係を寒天を溶か
した流体を用いて測定したグラフである。 １・・−粘度センサー、２・・・駆動回路、３・・・信
号変換部、４・・・演算部、９・・・データメモリ、
ック図、第２図はこの実施例の信号変換部を示す回路図
、第３図はこの実施例のセンサーの正面図、第４図はこ
の実施例のインピーダンスと振動数の関係を寒天を溶か
した流体を用いて測定したグラフである。 １・・−粘度センサー、２・・・駆動回路、３・・・信
号変換部、４・・・演算部、９・・・データメモリ、
Claims (1)
- １、被測定流体中に測定部を浸漬して振動させることに
よりその流体の粘度を測定する粘度測定装置において、
測定部にバイモルフ素子を設け、このバイモルフ素子を
所定の振動数で振動させる駆動部を設け、このバイモル
フ素子の駆動時のインピーダンスを検出するインピーダ
ンス検出手段と、測定インピーダンスから粘度を求める
演算式および演算データを記憶した記憶手段と、上記イ
ンピーダンス検出手段により検出された値から上記演算
式により粘度を算出する粘度演算手段と、算出した粘度
を表示する表示手段とを備えたことを特徴とする粘度測
定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28821689A JPH03148040A (ja) | 1989-11-06 | 1989-11-06 | 粘度測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28821689A JPH03148040A (ja) | 1989-11-06 | 1989-11-06 | 粘度測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03148040A true JPH03148040A (ja) | 1991-06-24 |
Family
ID=17727323
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28821689A Pending JPH03148040A (ja) | 1989-11-06 | 1989-11-06 | 粘度測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03148040A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0714022A2 (en) | 1994-11-25 | 1996-05-29 | Ngk Insulators, Ltd. | Device for measuring viscosity and device for measuring characteristics of fluid |
| US5877411A (en) * | 1996-05-22 | 1999-03-02 | Ngk Insulators, Ltd. | Fluid sensor |
| US5892143A (en) * | 1996-05-22 | 1999-04-06 | Ngk Insulators, Ltd. | Sensor device with fluid introduction holes |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5999332A (ja) * | 1982-11-30 | 1984-06-08 | Nippon Soken Inc | 流体の特性測定装置 |
| JPS6275331A (ja) * | 1985-09-27 | 1987-04-07 | カウンシル フオ ミネラル テクノロジ | 液体またはスラリ−、エマルジヨン若しくは分散液の密度または粘弾性を測定又はモニタリングする方法および装置 |
| JPS6447934A (en) * | 1987-08-19 | 1989-02-22 | Seiko Instr & Electronics | Viscosity measuring apparatus |
-
1989
- 1989-11-06 JP JP28821689A patent/JPH03148040A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5999332A (ja) * | 1982-11-30 | 1984-06-08 | Nippon Soken Inc | 流体の特性測定装置 |
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Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0714022A2 (en) | 1994-11-25 | 1996-05-29 | Ngk Insulators, Ltd. | Device for measuring viscosity and device for measuring characteristics of fluid |
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| US5892143A (en) * | 1996-05-22 | 1999-04-06 | Ngk Insulators, Ltd. | Sensor device with fluid introduction holes |
| US6047590A (en) * | 1996-05-22 | 2000-04-11 | Ngk Insulators, Ltd. | Sensor device with fluid introduction holes |
| US6490911B1 (en) | 1996-05-22 | 2002-12-10 | Ngk Insulators, Ltd. | Sensor device with fluid introduction holes |
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