JPH06100525B2 - 細管式粘度計 - Google Patents
細管式粘度計Info
- Publication number
- JPH06100525B2 JPH06100525B2 JP60234148A JP23414885A JPH06100525B2 JP H06100525 B2 JPH06100525 B2 JP H06100525B2 JP 60234148 A JP60234148 A JP 60234148A JP 23414885 A JP23414885 A JP 23414885A JP H06100525 B2 JPH06100525 B2 JP H06100525B2
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- fluid
- viscosity
- pump
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は測定用細管の２点の差圧により流体の粘度を
測定する細管式粘度計に関する。
測定する細管式粘度計に関する。
［従来の技術］ 細管式粘度計の原理は、測定用細管に測定しようとする
流体を一定流量ｑで流し、その両端の差圧ΔＰを測定す
ることにより、その流体の粘度μを測定するものであ
る。
流体を一定流量ｑで流し、その両端の差圧ΔＰを測定す
ることにより、その流体の粘度μを測定するものであ
る。
その関係は、ニュートン流体で層流であると仮定すると
下式が成立する。
下式が成立する。
ここにl;測定細管長 r;測定細管半径 ρ；測定流体密度 n;測定細管の管端補正係数 m;運動エネルギー係数 通常、細管式粘度計において粘度を測定するためには、
ΔＰとμの関係がリニアになる様に、 として設計する。
ΔＰとμの関係がリニアになる様に、 として設計する。
それ故、（１）式の関係は、 となる。
従来の細管式粘度計は、一定流量ｑを流し、その時の測
定細管の両端の差圧ΔＰを測定し、（３）式の関係よ
り、粘度μを求める方式をとっていた。この方式の欠点
は、測定範囲の低粘度の領域で粘度の測定精度が悪くな
ることである。これは、差圧センサーの精度は差圧セン
サーの測定レンジのフルスケールに対する割合できいて
くるため、差圧の小さい低粘度の領域で、精度が悪くな
るためである。
定細管の両端の差圧ΔＰを測定し、（３）式の関係よ
り、粘度μを求める方式をとっていた。この方式の欠点
は、測定範囲の低粘度の領域で粘度の測定精度が悪くな
ることである。これは、差圧センサーの精度は差圧セン
サーの測定レンジのフルスケールに対する割合できいて
くるため、差圧の小さい低粘度の領域で、精度が悪くな
るためである。
また、差圧センサーの精度が、粘度の測定精度にそのま
ま影響をおよぼすため、粘度計の精度は、差圧センサー
の精度以上のものを期待することはできない。
ま影響をおよぼすため、粘度計の精度は、差圧センサー
の精度以上のものを期待することはできない。
［発明が解決すべき課題］ この発明は上述の従来技術において差圧センサーの精度
により粘度の測定誤差が発生するのを防止するためにな
されたものであって、低粘度を含む、幅広い範囲にわた
って、高い精度で粘度を測定できる装置を提供すること
を目的とするものである。
により粘度の測定誤差が発生するのを防止するためにな
されたものであって、低粘度を含む、幅広い範囲にわた
って、高い精度で粘度を測定できる装置を提供すること
を目的とするものである。
［発明の構成］ この発明の粘度計は測定すべき流体が通される測定用細
管の所定２点間に差圧センサーを設けて、差圧センサー
が検出する差圧によって流体の粘度を測定するようにし
た細管式粘度計において、上記測定用細管に流体を流体
の速度を可変に供給する可変回転速度ポンプと、測定用
細管の上記２点間の差圧が一定になるように上記ポンプ
の回転速度を制御する制御手段と、上記ポンプの回転速
度を検出する速度検出手段と、上記速度検出手段から得
られる上記ポンプの回転速度を示す信号により流体の粘
度を示すデータを得る演算手段とを備え、かつ、 ΔＰ′≒ΔＰ＋（ｑμ）／K3 ΔＰ′：ポンプの入口と出口の差圧（kg/cm2） ΔＰ ：測定用細管の差圧（kg/cm2） ｑ ：吐出量（cc/min） μ ：流体粘度（poise） K3 ：定数 の関係を満足する構造であることを特徴とする。
管の所定２点間に差圧センサーを設けて、差圧センサー
が検出する差圧によって流体の粘度を測定するようにし
た細管式粘度計において、上記測定用細管に流体を流体
の速度を可変に供給する可変回転速度ポンプと、測定用
細管の上記２点間の差圧が一定になるように上記ポンプ
の回転速度を制御する制御手段と、上記ポンプの回転速
度を検出する速度検出手段と、上記速度検出手段から得
られる上記ポンプの回転速度を示す信号により流体の粘
度を示すデータを得る演算手段とを備え、かつ、 ΔＰ′≒ΔＰ＋（ｑμ）／K3 ΔＰ′：ポンプの入口と出口の差圧（kg/cm2） ΔＰ ：測定用細管の差圧（kg/cm2） ｑ ：吐出量（cc/min） μ ：流体粘度（poise） K3 ：定数 の関係を満足する構造であることを特徴とする。
［作用］ 上記の構成によって測定用細管の２点間の差圧が差圧セ
ンサーによって検出される。そして制御手段は検出され
た差圧が予め設定された所定値になるようにポンプの回
転速度を制御する。演算手段はそのポンプの回転速度か
ら流体の粘度を演算する。
ンサーによって検出される。そして制御手段は検出され
た差圧が予め設定された所定値になるようにポンプの回
転速度を制御する。演算手段はそのポンプの回転速度か
ら流体の粘度を演算する。
第１図はこの発明に用いられる粘度測定方法原理を示し
ており１は測定用細管、２は差圧センサー、３はギヤポ
ンプ、Ｐは測定すべき流体が流れる通路、ΔＰ、ΔＰ１
ないしΔＰ４、ΔＰ′はそれぞれ図示の各点間における
流体による差圧を示す。測定細管１に流体を送液するた
めのポンプ３は、通常流量精度が高いギヤポンプが用い
られている。ギヤポンプの吐出量は、下式で表される。
ており１は測定用細管、２は差圧センサー、３はギヤポ
ンプ、Ｐは測定すべき流体が流れる通路、ΔＰ、ΔＰ１
ないしΔＰ４、ΔＰ′はそれぞれ図示の各点間における
流体による差圧を示す。測定細管１に流体を送液するた
めのポンプ３は、通常流量精度が高いギヤポンプが用い
られている。ギヤポンプの吐出量は、下式で表される。
ｑ＝；吐出量 cc/min Ｎ ；ポンプ回転数 rpm ΔＰ′；ポンプ入口、出口差圧 kg/cm2 μ ；流体粘度 poise K1，K2；定数 （５）式において、 はスリップ量である。細管式粘度計においては、ΔＰ′
の値が0.1〜0.5kg/cm2程度の値なので、 となり、スリップ量は、ほとんど問題とならないし、下
記の様な方法で、スリップ量の影響を取り除くこともで
きる。第１図より、 ΔＰ′＝ΔＰ１＋ΔＰ２＋ΔＰ３＋ΔＰ−ΔＰ４（６） の関係がある。今、 ΔP4＜＜（ΔＰ１＋ΔＰ２＋ΔＰ３＋ΔＰ）となる様
に、粘度計へのサンプル入口、出口を選ぶとすると、
（６）式は、 ΔＰ′≒ΔＰ１＋ΔＰ２＋ΔＰ３＋ΔＰ ΔＰ１，ΔＰ２，ΔＰ３の配管径を、流れが層流になる
様に選ぶと（３）式より 従って、 また、（３）式より なる関係が成立するため、（５），（７），（８）式よ
り となるため、（７）式の関係が成立する様に、粘度計へ
の流入、流出点、配管径を選定すると、スリップ量の影
響を取り除くことができギヤポンプの回転数と吐出量
は、正確に比例する。
の値が0.1〜0.5kg/cm2程度の値なので、 となり、スリップ量は、ほとんど問題とならないし、下
記の様な方法で、スリップ量の影響を取り除くこともで
きる。第１図より、 ΔＰ′＝ΔＰ１＋ΔＰ２＋ΔＰ３＋ΔＰ−ΔＰ４（６） の関係がある。今、 ΔP4＜＜（ΔＰ１＋ΔＰ２＋ΔＰ３＋ΔＰ）となる様
に、粘度計へのサンプル入口、出口を選ぶとすると、
（６）式は、 ΔＰ′≒ΔＰ１＋ΔＰ２＋ΔＰ３＋ΔＰ ΔＰ１，ΔＰ２，ΔＰ３の配管径を、流れが層流になる
様に選ぶと（３）式より 従って、 また、（３）式より なる関係が成立するため、（５），（７），（８）式よ
り となるため、（７）式の関係が成立する様に、粘度計へ
の流入、流出点、配管径を選定すると、スリップ量の影
響を取り除くことができギヤポンプの回転数と吐出量
は、正確に比例する。
さて、本発明方式においては、差圧が常に所定値になる
様に、ギヤポンプの回転数を制御装置でコントロールし
ている。この時、粘度と回転数の関係は、（８），
（９）式により、 となる。
様に、ギヤポンプの回転数を制御装置でコントロールし
ている。この時、粘度と回転数の関係は、（８），
（９）式により、 となる。
従って、ギヤポンプの回転数を測定すれば、流体の粘度
が求まる。
が求まる。
ギヤポンプの回転数は、ロータリエンコーダやマグネチ
ックセンサーにより正確にディジタル量として求めるこ
とができ、この精度は、差圧センサー２の精度より、は
るかに高いものが、現在の技術で可能である。
ックセンサーにより正確にディジタル量として求めるこ
とができ、この精度は、差圧センサー２の精度より、は
るかに高いものが、現在の技術で可能である。
［実施例］ 第２図において、１は測定用の流体を供給する測定用細
管であり、たとえば適宜な支持部材（図示せず）により
垂直に立設固定されている。２は測定用細管１の両端に
連結された差圧センサーで測定用細管１に流れる流体に
より、この細管１の両端に生じる差圧を表す電気信号を
出力する。
管であり、たとえば適宜な支持部材（図示せず）により
垂直に立設固定されている。２は測定用細管１の両端に
連結された差圧センサーで測定用細管１に流れる流体に
より、この細管１の両端に生じる差圧を表す電気信号を
出力する。
３は流体を測定用細管１に供給するギヤポンプ、3aはポ
ンプ３を回転駆動する可変速度モータ、４はモータ3aの
回転数を示す信号を出力する速度センサーである。
ンプ３を回転駆動する可変速度モータ、４はモータ3aの
回転数を示す信号を出力する速度センサーである。
５は制御装置であり差圧センサー２の信号が入力され、
測定用細管の両端の差圧が設定圧となるように、モータ
3aの回転数を制御して、ポンプ３から測定用細管１に供
給する流体の流量を制御するものである。
測定用細管の両端の差圧が設定圧となるように、モータ
3aの回転数を制御して、ポンプ３から測定用細管１に供
給する流体の流量を制御するものである。
制御装置５において８は流体の脈流による差圧の変動分
を除去するフイルタ、９はフイルタ８を通って得られた
差圧信号と信号発生回路10の設定値との偏差をとり出す
引算回路、11は引算回路９で得られた偏差信号PID（比
例、積分、微分）値を出力する制御補償回路、12は制御
補償回路11の出力にもとづいてモータ3aの回転速度を制
御するサーボモータドライバである。
を除去するフイルタ、９はフイルタ８を通って得られた
差圧信号と信号発生回路10の設定値との偏差をとり出す
引算回路、11は引算回路９で得られた偏差信号PID（比
例、積分、微分）値を出力する制御補償回路、12は制御
補償回路11の出力にもとづいてモータ3aの回転速度を制
御するサーボモータドライバである。
13は割算回路であり、速度センサー４の出力と差圧を表
す信号Ｙとを用いて の割算を演算して粘度を示す信号Ｚを出力する。次に動
作について説明する。
す信号Ｙとを用いて の割算を演算して粘度を示す信号Ｚを出力する。次に動
作について説明する。
ギヤポンプ３により昇圧された測定流体は、差圧センサ
ーの差圧取出し口（7A）→測定用細管１→差圧取出し口
7Bを通り流出する。この時、測定用細管１の両端の差圧
は、差圧センサー２により検出され、その測定信号は、
制御回路５に送られる。制御回路５の内部では、ギヤポ
ンプの脈動による差圧の脈動を、ローパスフィルター８
により平滑化し、引算回路９に送られる。引算回路９で
は、ローパスフィルター８の信号と信号発生回路10の信
号が引算される。
ーの差圧取出し口（7A）→測定用細管１→差圧取出し口
7Bを通り流出する。この時、測定用細管１の両端の差圧
は、差圧センサー２により検出され、その測定信号は、
制御回路５に送られる。制御回路５の内部では、ギヤポ
ンプの脈動による差圧の脈動を、ローパスフィルター８
により平滑化し、引算回路９に送られる。引算回路９で
は、ローパスフィルター８の信号と信号発生回路10の信
号が引算される。
信号発生回路10では、差圧の設定値がセットされる。引
算回路９からの信号εは制御補償回路11に入り、 の演算をする。その信号はサーボモータドライバー12に
送られ、サーボモータがドライブできるパワーまで増幅
される。サーボモータドライバー12は、サーボモータ3a
を回転させる。サーボモータ３の回転数は、εが常に零
になる様に、制御補償回路11により調整される。
算回路９からの信号εは制御補償回路11に入り、 の演算をする。その信号はサーボモータドライバー12に
送られ、サーボモータがドライブできるパワーまで増幅
される。サーボモータドライバー12は、サーボモータ3a
を回転させる。サーボモータ３の回転数は、εが常に零
になる様に、制御補償回路11により調整される。
サーボモータの回転数は、速度センサー４により検出さ
れ、その測定信号Ｘは割算回路13に送られ、ローパスフ
ィルター８からの信号Ｙと、 なる演算を実施する。割算回路13からの信号Ｚが粘度出
力となる。
れ、その測定信号Ｘは割算回路13に送られ、ローパスフ
ィルター８からの信号Ｙと、 なる演算を実施する。割算回路13からの信号Ｚが粘度出
力となる。
上述の実施例において、速度センサー４はロータリエン
コーダを用いることによって、ギヤポンプの回転数をデ
ィジタル量に置き換えることができる。これによって非
常に高い分解能で粘度を測定でき、低粘度まで正確に測
定できる。
コーダを用いることによって、ギヤポンプの回転数をデ
ィジタル量に置き換えることができる。これによって非
常に高い分解能で粘度を測定でき、低粘度まで正確に測
定できる。
［発明の効果］ 以上詳述したように、この発明は測定用細管に流体を送
るポンプの回転速度により粘度を計測するので差圧セン
サーの検出レンジは、差圧のバランス点近傍のみで良
い。そのため分解能を上げることができ、バランス点で
差圧センサーを調整しておけば、差圧センサーの精度の
影響を再現性のみにおさえることができる。それ故、従
来の粘度計に比べ、はるかに高い精度で、粘度の検出が
可能となる。
るポンプの回転速度により粘度を計測するので差圧セン
サーの検出レンジは、差圧のバランス点近傍のみで良
い。そのため分解能を上げることができ、バランス点で
差圧センサーを調整しておけば、差圧センサーの精度の
影響を再現性のみにおさえることができる。それ故、従
来の粘度計に比べ、はるかに高い精度で、粘度の検出が
可能となる。
第１図はこの発明の粘度計の要部を示すブロック図、第
２図はこの発明の粘度計の一実施例を示すブロック図で
ある。 １…測定用細管、２…差圧センサー、 ３…ポンプ、3a…モータ、 ４…速度センサー、５…制御回路、 ８…ローパスフィルター、９…引算回路、 10…信号発生回路、11…制御補償回路、 12…サーボモータドライバー、 13…割算回路。
２図はこの発明の粘度計の一実施例を示すブロック図で
ある。 １…測定用細管、２…差圧センサー、 ３…ポンプ、3a…モータ、 ４…速度センサー、５…制御回路、 ８…ローパスフィルター、９…引算回路、 10…信号発生回路、11…制御補償回路、 12…サーボモータドライバー、 13…割算回路。
Claims (1)
- 【請求項１】測定すべき流体が通される測定用細管の所
定２点間に差圧センサーを設けて、差圧センサーが検出
する差圧によって流体の粘度を測定するようにした細管
式粘度計において、上記測定用細管に流体を流体の速度
を可変に供給する可変回転速度ポンプと、測定用細管の
上記２点間の差圧が一定になるように上記ポンプの回転
速度を制御する制御手段と、上記ポンプの回転速度を検
出する速度検出手段と、上記速度検出手段から得られる
上記ポンプの回転速度を示す信号により流体の粘度を示
すデータを得る演算手段とを備え、かつ、 ΔＰ′≒ΔＰ＋（ｑμ）／K3 ΔＰ′：ポンプの入口と出口の差圧（kg/cm2） ΔＰ ：測定用細管の差圧（kg/cm2） ｑ ：吐出量（cc/min） μ ：流体粘度（poise） K3 ：定数 の関係を満足する構造であることを特徴とする細管式粘
度計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60234148A JPH06100525B2 (ja) | 1985-10-18 | 1985-10-18 | 細管式粘度計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60234148A JPH06100525B2 (ja) | 1985-10-18 | 1985-10-18 | 細管式粘度計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6293633A JPS6293633A (ja) | 1987-04-30 |
| JPH06100525B2 true JPH06100525B2 (ja) | 1994-12-12 |
Family
ID=16966394
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60234148A Expired - Fee Related JPH06100525B2 (ja) | 1985-10-18 | 1985-10-18 | 細管式粘度計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06100525B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07119685B2 (ja) * | 1987-04-17 | 1995-12-20 | 東洋紡績株式会社 | 細管式粘度計 |
| CN107709963B (zh) * | 2015-07-08 | 2021-04-30 | 怀亚特技术公司 | 具有溶剂压缩性修正的差示粘度计 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4734145U (ja) * | 1971-05-07 | 1972-12-16 | ||
| JPS60100739A (ja) * | 1983-11-07 | 1985-06-04 | Kuraray Co Ltd | 粘度測定装置 |
-
1985
- 1985-10-18 JP JP60234148A patent/JPH06100525B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6293633A (ja) | 1987-04-30 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |