JPH06148055A - 容器内の流体の性状測定方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 容器、特に気密容器内に挿入した流体の粘度
を直接かつ連続的に自動測定することを可能とする。 【構成】 流体中を所定形状の測定体が相対運動したと
き、この測定体が流体から受ける抗力、流体に対する測
定体の相対速度、流体密度、及び粘性係数の間に成立す
る上述の関係を利用して、容器内に導入した流体の粘度
（粘性係数）又は流体密度を測定しようとするものであ
る。すなわち、流体内に所定形状（例えば球）の測定体
を設置し、この測定体を一定速度で回転させる。このと
きの流体に対する測定体の相対速度を相対速度検出手段
によって求めるとともに、測定体の受ける抗力を抗力検
出手段によって電気的に求める。これら結果を、所定の
関係式に代入して流体の粘性係数を算出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、容器に導入された流体
の処理中における粘度又は密度を直接かつ連続的に検出
することのできる流体の性状測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】化学等の分野においては、例えば、モノ
マーの重合反応、砂糖水溶液の加熱濃縮、塗料の調合及
び溶剤稀釈等、密閉された容器内に流体（溶液）を入れ
て各種の処理が行なわれる場合がある。一般に、このよ
うな流体の処理工程では、処理の進行に伴って変化する
流体粘度や密度等を測定し、その測定データにもとづい
て処理状況を管理している。従来、この種の分野におけ
る流体の粘度測定方法としては、測定用サンプルを密閉
容器から取り出し、容器外に用意した粘度計を用いて作
業員が手作業にて定期的に測定する方法が最も一般的で
あった。また、大形の化学装置にあっては、流体を封入
した密閉容器にバイパス流路を付設し、このバイパス流
路を通して測定用サンプルを粘度計へと導き、自動的に
粘度測定を実現させる方法も採用されていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の方法では、測定用サンプルの粘度を測定している間
にも、容器内では流体処理が進行しているため、測定結
果にもとづき流体処理を管理した場合、反応の過不足、
濃縮又は稀釈の多少等が生じ、目的とする性状とは異な
った最終製品の生まれる可能性が高かった。また、流体
の粘度や密度は、温度によって変化するため、容器外で
測定する場合には温度換算が必要となる。しかも、手作
業による測定用サンプルの取出し及び粘度測定は作業が
煩雑で、流体によっては人体に触れることが危険なもの
もあり、安全面における課題も有していた。

【０００４】そこで、容器内の流体の粘度を直接測定す
る方法として、先端に抵抗体を取付けた回転軸を容器に
設置し、抵抗体を流体中に浸漬した状態でこの回転軸を
回転させ、そのとき回転軸に生ずるトルクを測定するこ
とで流体粘度を算出する方法が考えられる。しかし、流
体の処理条件として容器内を気密に保つ必要のある場合
や圧力容器内で流体処理を行なう場合には、回転軸の貫
通部に気密性を保つためのシール部材を設けなければな
らない。すると、回転軸に生ずるトルクにシール部材と
の摩擦力による成分が含まれてしまい、流体から受けた
トルクのみを正確に測定することが困難となる。したが
って、上記のごとく密閉容器（圧力容器を含む）を流体
処理に使用する場合には、回転軸のトルクから流体粘度
を測定する方法は使用できない。また、この方法は流動
の大きな流体については適用が困難である。

【０００５】本発明はこのような事情に鑑みなされたも
ので、容器内の流体が動的状態であるか静的状態である
かを問わず流体の粘度を直接かつ連続的に自動測定する
ことのできる容器内の流体の性状測定方法及びその装置
の提供を目的とする。さらに本発明は、気密容器内に封
入された流体の粘度をも直接かつ連続的に自動測定する
ことのできる容器内の流体の性状測定装置の提供を目的
としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明である容器内の流体の性状測定方法は、容器
内の流体に対して所定形状の測定体を所定の姿勢で挿入
し、この測定体を一定速度で回転させたときの流体に対
する相対速度を求めるとともに、該測定体の流体から受
ける抗力を電気的に求め、これら相対速度及び抗力の値
にもとづいて流体の粘度又は密度を算出することを特徴
としている。

【０００７】また、本発明の容器内の流体の性状測定装
置は、流体を入れた容器を貫通しまたは容器開口部から
挿入して回転自在に設けられた支持体と、この支持体を
一定速度で回転させる回転駆動手段と、前記支持体の回
転中心から任意の半径位置に所定の姿勢で設けられ、前
記支持体とともに流体内を回転する所定形状の測定体
と、この測定体の流体に対する相対速度を求める相対速
度検出手段と、前記測定体が流体から受ける抗力を電気
的に求める抗力検出手段と、前記相対速度検出手段によ
って求められた測定体の流体に対する相対速度及び前記
抗力検出手段によって求められた測定体の受ける抗力に
もとづいて、前記流体の粘度又は密度を算出する演算手
段とを備えている。さらに、上記の発明において、前記
相対速度検出手段は、前記測定体の流体に対する相対速
度に対応した所定の物理量を前記容器内で電気的に検出
するとともに、前記容器外にてその検出信号にもとづい
て該相対速度を算出し、前記抗力検出手段は、前記測定
体から受ける抗力に対応した所定の物理量を前記容器内
で電気的に検出するとともに、前記容器外にてその検出
信号にもとづいて該抗力を算出するものであって、前記
支持体を先端の閉塞した中空棒状体で形成するととも
に、この支持体の前記容器外に露出する部分に電気信号
伝送用のスリップリングまたは無線伝送手段を設置し、
前記支持体の中空部ないし前記スリップリングまたは無
線伝送手段を介して、前記相対速度検出手段または前記
抗力検出手段で検出された検出信号を前記容器外に出力
する構成としたことを特徴としている。ここで、前記容
器に流体攪拌用に使用する攪拌機が備わっている場合に
は、この攪拌機の回転軸を先端の閉塞した中空状に形成
し、この回転軸を前記支持体として併用してもよい。

【０００８】

【作用】流体中を所定形状の測定体が運動したとき、こ
の測定体が流体から受ける抗力をＤ、流体に対する測定
体の相対速度をＵ、流体密度をρとした場合、流体の粘
性係数μは、一般に次式で与えられる。 (1) 測定体を直径ｄの球体とした場合 レイノルズ数Ｒｅが１以下の場合 μ＝Ｄ／（３πｄＵ） （Ｉ） レイノルズ数Ｒｅが１＜Ｒｅ≦５の場合 μ＝Ｄ／（３πＵｄ）−３ρＵｄ／16 （ＩＩ） レイノルズ数Ｒｅが30〜300 の場合 μ＝64Ｄ² ／(121π² ｄ³ ρＵ³ ） （ＩＩＩ） (2) 測定体を長さＬ、幅Ｗの矩形平板とし、運動方向に
対して平行に配置した場合 流体との間で層流境界層を形成することを条件に、粘性
係数μは次式で与えられる。なお、矩形平板の厚みは無
視する。 μ＝0.567 Ｄ² ／（ＬＷρＵ³ ） （ＩＶ） 以上の関係式は例示であり、流体中を相対運動する物体
の抵抗理論によって、各種条件における関係式も導くこ
とができる。例えば、測定体の形状が半球体、円錐体の
場合や、上述しなかったレイノルズ数の範囲についても
関係式が立つことは自明である。

【０００９】本発明は、流体中を所定形状の測定体が相
対運動したとき、この測定体が流体から受ける抗力Ｄ、
流体に対する測定体の相対速度Ｕ、流体密度ρ、及び粘
性係数μの間に成立する上述の関係を利用して、容器内
に挿入した流体の粘度（粘性係数）又は流体密度を測定
しようとするものである。すなわち、流体内に所定形状
（例えば球）の測定体を挿入し、この測定体を一定速度
で回転させる。このときの流体に対する測定体の相対速
度Ｕを相対速度検出手段によって検出するとともに、測
定体の受ける抗力Ｄを抗力検出手段によっ求める。これ
らのデータＵ及びＤを、上述の関係式、例えば（Ｉ）〜
（ＩＩＩ）に代入すれば流体の粘性係数μが算出でき
る。

【００１０】ここで、適用すべき関係式はレイノルズ数
Ｒｅによって異なっているため、レイノルズ数Ｒｅが未
知の場合には、レイノルズ数Ｒｅを算出しなければなら
ない。例えば、測定体が球（直径ｄ）の場合のレイノル
ズ数は、次式であらわされる。 Ｒｅ＝ρＵｄ／μ （Ｖ） したがって、例えば式（Ｉ）〜（ＩＩＩ）のいずれかに
よって算出した粘性係数μを上式（Ｖ）に代入し、算出
されたレイノルズ数Ｒｅが該関係式の適用範囲に含まれ
るか否かを確認し、適用範囲に含まれる関係式を用い
て、粘性係数μを算出していく。なお、測定体が長さＬ
の平板で流体の流れと平行に配置されている場合のレイ
ノルズ数は、次式であらわされる。 Ｒｅ＝ρＵＬ／μ また、測定体が矩形平板の場合は、流体と測定体との境
界層が層流であれば、レイノルズ数と無関係に式（Ｉ
Ｖ）から直ちに粘性係数を算出できる。

【００１１】関係式中に含まれる流体密度ρが未知の場
合には、あらかじめ流体密度ρを測定する必要がある。
この流体密度ρの測定は、公知の方法によればよく、例
えばγ線密度計により容器外から容易に測定することが
できる。一方、流体の粘性係数μがあらかじめわかって
いる場合には、本発明により、上記関係式を用いて流体
密度ρを求めることもできる。また、例えばレイノルズ
数Ｒｅが１０³ 〜２×１０⁵ の範囲において、球体（直
径ｄ）が流体中を相対運動する場合には、球体の抵抗係
数Ｃ_D は、ほぼ一定の値（Ｃ_D ＝0.40〜0.44) になるこ
とが知られている。この場合には、粘性係数μとは無関
係な次式で流体密度ρが算出できる。 ρ＝８Ｄ／（πＣ_D Ｕ² ｄ² ） （ＶＩ） なお、一般に知られた流体中を相対運動する物体の抵抗
理論は、物体と流体とが相対的に直線運動する場合を扱
っている。したがって、本発明のように測定体と流体と
が相対的に回転運動する場合には、一般の抵抗理論にも
とづく関係式により求めた粘性係数μ又は流体密度ρ
は、現実の値とわずかながら誤差の生ずるおそれがあ
る。この誤差が使用上無視できる範囲であれば問題はな
いが、無視できない場合には、粘性係数μ及び流体密度
ρのわかっている流体を用いてあらかじめ実験を行い、
補正すべき誤差の値を求めておく必要がある。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
して説明する。まず、図１〜図４にもとづいて、容器内
の流体の性状測定装置の発明に係る実施例を説明する。
図１は本実施例の全体構成図である。同図に示すよう
に、気密容器１の内部には測定対象である流体２が図示
しない供給口から導入されている。また、図示しない攪
拌機等の攪拌，混合手段を備えていることもある。流体
２は、気密容器１内で化学反応、濃縮、稀釈等の処理を
受ける。本実施例装置は、この処理工程中の流体粘性係
数を検出するものである。気密容器１の上壁部には軸受
３が設けられ、この軸受３によって支持体１０が回転自
在に配設されている。支持体１０は先端が閉塞した中空
の棒状体で形成され、先端部が流体２に浸漬し、一方、
基端部側は気密容器１から突出している。この支持体１
０は、動力伝達機構２１を介して駆動モータ（回転駆動
手段）２２から回転駆動力を受け、一定速度で回転す
る。なお、軸受３と支持体１０との間にはシール部材４
が設けてあり、容器１内の気密性を保持している。

【００１３】支持体１０の先端には、垂直方向に延出し
て第一管状体３０が配設してあり、この第一管状体３０
の先端に測定体３１が固着してある。第一管状体３０の
基端部を支持体１０に接合するには、例えば、同基端部
にジョイントリング３２を溶接しておき、このジョイン
トリング３２を支持体１０に嵌合し、ボルト等の締結具
をもって固定すればよい。このとき、第一管状体３０及
び支持体１０の各中空部は連通させておく。また、本実
施例では、測定体３１として球体を用いている。この測
定体３１を固着してある第一管状体３０の先端は閉塞端
とし、中空部内への流体２の流入を防止してある。第一
管状体３０は、曲げ作用を受けた場合に弾性的に歪の生
じる部材、例えばステンレス材で四角柱状に形成してあ
る。そして、図２に示すごとく、第一管状体３０の中空
部内面には、上記歪を検出する歪ゲージ３３，３４が溶
着してある。すなわち、第一管状体３０が支持体１０と
一体に回転運動するとき、流体圧を直接受ける面３０ａ
の歪（引張）を一方の歪ゲージ３３で電気的に検出し、
それと対向する面３０ｂの歪（圧縮）を他方の歪ゲージ
３４で電気的に検出する。これら歪ゲージ３３，３４で
検出した第一管状体３０の歪によって、測定体３１が回
転運動中に流体２から受ける抗力を算出できる。すなわ
ち、これら歪ゲージ３３，３４及び後述する抗力演算器
６１が、測定体３１の抗力検出手段を構成する。上記の
ごとく、歪ゲージ３３，３４は、第一管状体３０の中空
部内に設けてあるので、流体２に触れることがなく、腐
食等の心配はない。

【００１４】さらに、支持体１０の先端には、第一管状
体３０と同様、垂直方向に延出して第二管状体４０が設
けてある。この第二管状体４０も、例えばジョイントリ
ング３２に基端部を溶接し、ジョイントリング３２を介
して支持体１０に固定することができる。このとき、各
管状体３０，４０は、互いに干渉することのないよう、
周方向の異なった部位に溶接されるべきことは勿論であ
る。第二管状体４０は図１における寸法Ｌ₁ とＬ₂ とが
同じ長さとなるようにし、その先端は閉塞してある。こ
の第二管状体４０の先端部には、図３に示すごとく、支
軸４１を中心に回転可能なロータ４２を備えたタービン
４３が設置してある。ロータ４２は、第二管状体４０が
支持体１０とともに回転した場合、流体圧を受けて回転
する。このロータ４２の回転数は、流体２との相対速度
に比例する。ここで、ロータ４２は、図１における寸法
Ｌ₁ とＬ₂ とを同じ長さとしたことにより、測定体３１
と同一の軌道上を回転する。したがって、ロータ４２の
流体２に対する相対速度は、すなわち測定体３１の流体
２に対する相対速度となる。さらに、第二管状体４０の
中空部内先端部には、ロータ４２の回転数を電気的に検
出するピックアップコイル４４が配設してある。これら
ロータ４２、ピックアップコイル４４、及び後述する相
対速度演算器６２を主体として、測定体３１の流体２に
対する相対速度検出手段が構成されている。このような
構成の相対速度検出手段としては、例えば、（株）トキ
コ製、液体用挿入形タービンメータ（商品名）を利用す
ることができる。

【００１５】上述した歪ゲージ３３，３４及びピックア
ップコイル４４からの検出信号は、図４に示すごときス
リップリング５０を介して取り出される。スリップリン
グ５０の本体５１は気密容器１の上壁部に設けた廻り止
め５２で回転しないようにされている。本体５１の下端
からは接続管５３が導出しており、この接続管５３が支
持体１０に取付けられている。接続管５３は本体５１に
対して回転自在であり、その内部に多数本のリード線５
４，・・・ を有している。これらリード線５４，・・・ が、
それぞれ支持体１０の中空部から第一または第二管状体
３０，４０の中空部を経て、歪ゲージ３３，３４とピッ
クアップコイル４４に接続されている。したがって、リ
ード線５４，・・・ が気密容器１内の流体２に触れること
はない。回転側であるリード線５４，・・・ と固定側であ
る本体５１の端子５１ａとの間には水銀が充填されてお
り、この水銀を介して歪ゲージ３３，３４及びピックア
ップコイル４４からの検出信号が本体５１の端子５１ａ
へと出力される。このように水銀を通して検出信号を取
り出す低ノイズなスリップリングとしては、例えば、メ
ディアン・ラボラトリー社製のロータリーコネクタがあ
る。

【００１６】スリップリング本体５１の端子５１ａに取
り出された歪ゲージ３３，３４及びピックアップコイル
４４からの検出信号は、図１に示すごとく、インターフ
ェース６０を介して抗力演算器６１に入力される。抗力
演算器６１には、あらかじめ歪ゲージ３３，３４の検出
信号から測定体３１の抗力を算出する演算式がインプッ
トしてある。一方、ピックアップコイル４４からの検出
信号は、インターフェース６０を介して相対速度演算器
６２に入力される。この相対速度演算器には、あらかじ
めピックアップコイル４４の検出信号から流体２との相
対速度を算出する演算式が入力してある。これら各演算
器６１，６２による演算結果は、中央処理装置（演算手
段）６３に入力される。中央処理装置６３には、あらか
じめ測定条件に適合した関係式（例えば、前記（Ｉ）〜
（ＩＩＩ））がインプットしてあり、該関係式により流
体粘度又は流体密度を算出する。また、中央処理装置６
３には、演算結果を記録するための記録計６４が接続さ
れている。

【００１７】次に、上述の実施例装置を用いた流体の性
状測定方法を説明する。まず、支持体１０を駆動モータ
２２により定速回転させる。すると、支持体１０と一体
に第一管状体３０及びその先端に固着した球状の測定体
３１が流体２内で回転する。このとき、測定体３１は流
体２から一定の抗力Ｄを受けており、この抗力Ｄによっ
て第一管状体３０に曲げが生じる。この曲げ作用による
第一管状体３０の歪みを歪ゲージ３３，３４で電気的に
検出し、その検出信号をスリップリング５０を介して気
密容器１の外部へ取り出し、さらにインターフェース６
０を介して抗力演算器６１に出力する。抗力演算器６１
では、入力した検出信号にもとづき測定体３１が流体２
から受ける抗力Ｄの値を算出する。この算出結果は、中
央処理装置６３に出力される。

【００１８】一方、支持体１０の回転にともない第二管
状体４０も回転する。この回転により第二管状体４０の
先端に設けたロータ４２が流体２の圧力を受けて回転す
る。このときの回転数は、前述したとおり流体２との相
対速度に比例している。このロータ４２の回転数は、ピ
ックアップコイル４４によって電気的に検出される。そ
の検出信号は、スリップリング５０を介して気密容器１
の外部へ取り出され、さらにインターフェース６０を介
して相対速度演算器６２に出力する。相対速度演算器６
２では、入力した検出信号にもとづき測定体３１の流体
２に対する相対速度Ｕを算出する。この算出結果は、中
央処理装置６３に出力される。

【００１９】中央処理装置６３では、入力した測定体３
１の抗力Ｄ及び流体２に対する相対速度Ｕを、例えば、
前述の（Ｉ）〜（ＩＩＩ）式に代入し、流体２の粘性係
数μを算出する。なお、流体密度ρがわからないとき
は、あらかじめγ線密度計によって測定し、その測定デ
ータを中央処理装置６１にインプットしておく。このよ
うにして算出された流体２の粘性係数μは、記録計６４
に記録される。

【００２０】図５は本発明の他の実施例を示す図であ
る。本実施例では、測定体として円板７０と矩形平板７
１の二種類を用意し、回転方向に対して円板７０を垂直
に、矩形平板７１を平行に配置してある。これら各測定
体７０，７１は、前述した実施例における第一管状体３
０を二本用意し、各々その先端に固着して支持体１０と
一体に回転させる。各測定体７０，７１の流体２から受
ける抗力Ｂ，Ｄは、前述した実施例と同様、第一管状体
３０内に設けた歪ゲージ３３，３４（図２参照）で検出
される。なお、他の構成は、前述の実施例と同一とし
（図１〜図４参照）、その詳細な説明は省略する。

【００２１】ここで、円板７０の面積をＡ、矩形平板７
１の長さをＬ、幅をＷとして、いずれも厚みを無視する
ものとすると、円板７０の受ける抗力Ｂは次式で与えら
れる。 Ｂ＝Ｃ_D ρＵ² Ａ／２ ただし、Ｃ_D は抵抗係数であり、レイノルズ数Ｒ_e ＝１
０⁵ のときＣ_D ＝１である。したがって、上式より流体
密度ρが導かれる。 ρ＝２Ｂ／（Ｃ_D Ｕ² Ａ） （ＶＩＩ） 一方、矩形平板７１の受ける抗力Ｄは次式で与えられ
る。 Ｄ＝２Ｃ_f ρＵ² ＬＷ／２ ただし、Ｃ_f は矩形平板７１の摩擦抗力係数である。Ｂ
とＤの比をとると、 Ｂ／Ｄ＝Ｃ_D Ａ／（２Ｃ_f ＬＷ） Ｃ_f ＝Ｃ_D ＡＤ／（２ＢＬＷ） 例えば、レイノルズ数Ｒ_e が５×１０⁵ ＜Ｒ_e ＜１０⁷
の場合には、 Ｃ_f ＝０．０７４Ｒ_e ^-0.2 Ｒ_e ^-0.2＝Ｃ_f ／０．０７４＝Ｆ （定数） 流体２の粘性係数は、 μ＝Ｆ⁵ ＬρＵ （ＶＩＩＩ） したがって、相対速度Ｕがわかれば式（ＶＩＩ）により
流体密度を算出することができ、さらに式（ＶＩＩＩ）
から粘性係数μを算出できる。また、流体密度ρが既知
であれば、式（ＶＩ）と（ＩＸ）から相対速度Ｕを消去
して、 Ｕ＝√｛２Ｂ／（Ｃ_D ρＡ）｝ μ＝Ｆ⁵ Ｌ√｛２Ｂρ／（Ｃ_D Ａ）｝ （ＩＸ） これにより粘性係数μを算出することができる。したが
って、中央処理装置６３に上記の関係式をインプットし
ておけば、本実施例装置で検出した各測定体７０，７１
の抗力及び流体２に対する相対速度にもとづき、流体２
の粘性係数μ又は密度ρを算出することができる。

【００２２】なお、本発明は上述した実施例に限定され
るものではなく、要旨を変更しない範囲で種々の変形又
は応用が可能であることは勿論であり、例えば、次のよ
うな態様により実施することもできる。 （イ） 流体を攪拌するための攪拌機が気密容器に装備
されている場合には、該攪拌機の回転軸を支持体として
利用することができる。この場合、該回転軸を先端の閉
塞した中空軸とし、この回転軸の流体に侵漬している部
分に前記実施例における第一管状体３０及び第二管状体
４０を延出して設け、各管状体の先端に測定体３１また
はタービン４３を設置するとともに、各管状体の中空部
内に歪ゲージ３３，３４またはピックアップコイル４４
を配設すればよい。また、回転軸の基端部にスリップリ
ング５０を配置する。この場合、攪拌機の駆動源が支持
体の回転駆動手段となる。

【００２３】（ロ） 図２に示した歪ゲージ３３，３４
及び図３に示したピックアップコイル４４からの検出信
号を取り出す手段として、図６に示したような小型無線
機８０を用いることもできる。すなわち、支持体１０の
基端部に送信機８１と送信アンテナ８５を固定し、この
送信アンテナ８５の近傍に受信アンテナ８２を配設して
おく。送信機８１には、支持体１０及び第一，第二管状
体４０の各中空部（図１参照）を通して歪ゲージ３３，
３４（図２参照）及びピックアップコイル４４（図３参
照）からの検出信号を伝送するリード線８４，・・・ が接
続されている。時分割して送信機８１に入力した各検出
信号は、送信アンテナ８５から送出して受信アンテナ８
２に受信され、受信機８３を介して抗力演算器６１また
は相対速度演算器６２（図１参照）へと送られる。

【００２４】（ハ） 密閉容器内の流体の粘性係数が高
い場合には、測定体の運動による流体の慣性的な流れが
ほとんど消滅するので、測定体の流体に対する相対速度
に対応した物理量を支持体の回転数とし、この支持体の
回転数から測定体の流体に対する相対速度を算出するこ
とができる。 （ニ） 上記実施例は密閉容器内の流体の性状を測定す
る場合を取扱ったが、本発明は、開放容器内の流体の性
状測定にも適用できることは勿論である。この場合、支
持体は容器の開口部から容器内に挿入すればよい。

【００２５】（ホ） 測定体として、回転軌道と同一の
曲率で扇形に形成した板状体を用い、回転方向に対して
平行に配置すれば、矩形平板を平行に配置して回転した
場合、その角部において発生のおそれがあった乱流を効
果的に消滅させることができ、一層高精度な測定結果を
得ることができる。 （ヘ） 図３に示したロータ４２を測定体３１の回転軌
道からずらせた位置においても測定体３１の相対速度に
換算することができる。また、図１に示した第一管状体
３０の形状は、四角柱状に限定されるものではない。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、流
体中を所定形状の測定体が相対運動したとき、この測定
体が流体から受ける抗力、流体に対する測定体の相対速
度、流体密度、及び粘性係数の間に成立する一定の関係
を利用して、容器内の流体の粘度（粘性係数）又は流体
密度を測定するため、容器内の流体の粘度を直接かつ連
続的に自動測定することができ、しかも測定体の流体か
ら受ける抗力を電気的に検出するので、流体が気密容器
に挿入された場合であってもかかる効果を奏することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る流体性状測定装置を示す
全体構成図である。

【図２】同装置における測定体及び抗力検出手段を示す
斜視図である。

【図３】同装置における相対速度検出手段を示す一部断
面平面図である。

【図４】同装置に用いたスリップリングを一部切欠いて
示す斜視図である。

【図５】本発明装置の他の実施例を示す概略構成図であ
る。

【図６】本発明装置の変形例を示す斜視図である。

【符号の説明】

１ 気密容器 ２ 流体 １０ 支持体 ２２ 駆動モータ（回転駆動手段） ３０ 第一管状体 ３１，７０，７１ 測定体 ３２ ジョイントリング ３３，３４ 歪ゲージ ４０ 第二管状体 ４２ ロータ ４４ ピックアップコイル ５０ スリップリング ６１ 抗力演算器 ６２ 相対速度演算器 ６３ 中央処理装置 ８０ 小型無線機 ８１ 送信機 ８２ 受信機

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 容器内の流体に対して所定形状の測定体
   を所定の姿勢で挿入し、この測定体を一定速度で回転さ
   せたときの流体に対する相対速度を求めるとともに、該
   測定体の流体から受ける抗力を電気的に求め、これら相
   対速度及び抗力の値にもとづいて流体の粘度又は密度を
   算出することを特徴とした容器内の流体の性状測定方
   法。
2. 【請求項２】 流体を入れた容器を貫通しまたは容器開
   口部から挿入して回転自在に設けられた支持体と、 この支持体を一定速度で回転させる回転駆動手段と、 前記支持体の回転中心から任意の半径位置に所定の姿勢
   で設けられ、前記支持体とともに流体内を回転する所定
   形状の測定体と、 この測定体の流体に対する相対速度を求める相対速度検
   出手段と、 前記測定体が流体から受ける抗力を電気的に求める抗力
   検出手段と、 前記相対速度検出手段によって求められた測定体の流体
   に対する相対速度、及び前記抗力検出手段によって求め
   られた測定体の受ける抗力にもとづいて、前記流体の粘
   度又は密度を算出する演算手段と、 を具備したことを特徴とする容器内の流体の性状測定装
   置。
3. 【請求項３】 前記相対速度検出手段は、前記測定体の
   流体に対する相対速度に対応した所定の物理量を前記容
   器内で電気的に検出するとともに、前記容器外にてその
   検出信号にもとづいて該相対速度を算出し、 前記抗力検出手段は、前記測定体から受ける抗力に対応
   した所定の物理量を前記容器内で電気的に検出するとと
   もに、前記容器外にてその検出信号にもとづいて該抗力
   を算出するものであって、 前記支持体を先端の閉塞した中空棒状体で形成するとと
   もに、この支持体における前記容器外に露出する部分に
   電気信号伝送用のスリップリングまたは無線伝送手段を
   設置し、 前記支持体の中空部ないし前記スリップリングまたは無
   線伝送手段を介して、前記相対速度検出手段または前記
   抗力検出手段からの検出信号を前記容器外に出力するこ
   とを特徴とした請求項２記載の容器内の流体の性状測定
   装置。
4. 【請求項４】 前記容器内の流体攪拌用に使用する攪拌
   機の回転軸を先端の閉塞した中空状に形成し、この回転
   軸を前記支持体として併用したことを特徴とする請求項
   ３記載の容器内の流体の性状測定装置。
5. 【請求項５】 先端の閉塞した管状体を前記支持体の流
   体内部分から垂直方向に延出して配設し、 かつ、前記相対速度検出手段が、流体との相対速度に比
   例して回転するロータと、このロータの回転数を電気的
   に検出するコイル部材とを備え、 前記ロータを前記管状体の先端に取付けるとともに、前
   記コイル部材からの検出信号を、前記支持体の中空部な
   いし前記スリップリングまたは無線伝送手段を介して前
   記容器外に出力することを特徴とした請求項３又は４記
   載の容器内の流体の性状測定装置。
6. 【請求項６】 先端の閉塞した管状体を前記支持体の流
   体内部分から垂直方向に延出して配設し、この管状体の
   先端に前記測定体を固定し、かつ前記抗力検出手段を歪
   ゲージで構成して前記管状体の中空部内に固着するとと
   もに、この歪ゲージからの検出信号を、前記管状体及び
   支持体の各中空部ないし前記スリップリングまたは無線
   伝送手段を介して前記容器外に出力することを特徴とし
   た請求項３ないし５のいずれか１項記載の容器内の流体
   の性状測定装置。