JPH07333133A - 排土の粘性測定装置 - Google Patents
排土の粘性測定装置Info
- Publication number
- JPH07333133A JPH07333133A JP12767994A JP12767994A JPH07333133A JP H07333133 A JPH07333133 A JP H07333133A JP 12767994 A JP12767994 A JP 12767994A JP 12767994 A JP12767994 A JP 12767994A JP H07333133 A JPH07333133 A JP H07333133A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- spoil
- viscosity
- resistance
- soil
- fluid
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 簡単な操作によりトンネル掘削機械等の排土
の粘性を自動測定して粘度の調節を容易にする。 【構成】 パイプ内に軸方向に離れて固定された少なく
とも２個の流体抵抗体と、流体抵抗体に加わる流体力を
測定する手段と、流体力の発生時間差を測定する手段と
を具備する。また、２個の流体抵抗体を導電性ワイヤと
し、ワイヤの電気抵抗の変化によって流体力の測定を行
うようにするとよい。更に、２本のワイヤは折り返しに
よって複数回パイプ内に張られていてもよい。
の粘性を自動測定して粘度の調節を容易にする。 【構成】 パイプ内に軸方向に離れて固定された少なく
とも２個の流体抵抗体と、流体抵抗体に加わる流体力を
測定する手段と、流体力の発生時間差を測定する手段と
を具備する。また、２個の流体抵抗体を導電性ワイヤと
し、ワイヤの電気抵抗の変化によって流体力の測定を行
うようにするとよい。更に、２本のワイヤは折り返しに
よって複数回パイプ内に張られていてもよい。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、トンネル掘削機械にお
ける掘削土の排出効率を向上させる技術に関わる。
ける掘削土の排出効率を向上させる技術に関わる。
【０００２】
【従来の技術】トンネルの掘削では、掘削した土をパイ
プにより外部に排出している。図１に代表的なトンネル
掘削機械の構造を示す。掘削機械１の先端にカッター２
が取り付けられており、掘削した排土３が排出ポンプ４
により排土パイプ５内を移送され、パイプ端においてタ
ンク６に蓄えられる。排出ポンプ４は内部のピストンの
往復運動により動作するため、移動は断続的・脈動的で
ある。また、パイプ５内の排土の流れをスムーズにする
ため、カッター位置において、水あるいは軟化剤７を水
タンク８から注水パイプ９を通して注水ポンプ10により
排土に混入し、排土の粘性を低下させている。
プにより外部に排出している。図１に代表的なトンネル
掘削機械の構造を示す。掘削機械１の先端にカッター２
が取り付けられており、掘削した排土３が排出ポンプ４
により排土パイプ５内を移送され、パイプ端においてタ
ンク６に蓄えられる。排出ポンプ４は内部のピストンの
往復運動により動作するため、移動は断続的・脈動的で
ある。また、パイプ５内の排土の流れをスムーズにする
ため、カッター位置において、水あるいは軟化剤７を水
タンク８から注水パイプ９を通して注水ポンプ10により
排土に混入し、排土の粘性を低下させている。
【０００３】排土の粘性は、土質によって最適値が異な
る。粘度・シルト等は粘性が低いほど移送が容易である
が、砂レキ等では、ある程度粘性が高い方がレキが浮遊
し移送が容易となる。このため水等の供給量は、排土の
粘性を常に監視し最適値に設定する必要がある。これを
達成するため、従来は、作業員がタンク内の土を円筒状
のカップにすくい取って平板上にあけ、その広がりから
粘性を推定していた。しかしこの方法では人が介在する
ため作業効率が低かった。また作業が複雑なため測定に
時間を要し、水等の供給量へのフィードバックに遅れが
生じるという問題があった。
る。粘度・シルト等は粘性が低いほど移送が容易である
が、砂レキ等では、ある程度粘性が高い方がレキが浮遊
し移送が容易となる。このため水等の供給量は、排土の
粘性を常に監視し最適値に設定する必要がある。これを
達成するため、従来は、作業員がタンク内の土を円筒状
のカップにすくい取って平板上にあけ、その広がりから
粘性を推定していた。しかしこの方法では人が介在する
ため作業効率が低かった。また作業が複雑なため測定に
時間を要し、水等の供給量へのフィードバックに遅れが
生じるという問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、簡単
な操作によって排土の粘性を自動測定し、水等の供給量
の最適化を容易にすることにある。
な操作によって排土の粘性を自動測定し、水等の供給量
の最適化を容易にすることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明にかかる粘性測定
装置は、パイプ内に軸方向に離れて固定された少なくと
も２個の流体抵抗体と、流体抵抗体に加わる流体力を測
定する手段と、流体力の発生時間差を測定する手段とを
具備する。また、２個の流体抵抗体を導電性ワイヤと
し、ワイヤの電気抵抗の変化によって流体力の測定を行
うようにすると好都合である。更に、２本のワイヤは折
り返しによって複数回パイプ内に張られていてもよい。
装置は、パイプ内に軸方向に離れて固定された少なくと
も２個の流体抵抗体と、流体抵抗体に加わる流体力を測
定する手段と、流体力の発生時間差を測定する手段とを
具備する。また、２個の流体抵抗体を導電性ワイヤと
し、ワイヤの電気抵抗の変化によって流体力の測定を行
うようにすると好都合である。更に、２本のワイヤは折
り返しによって複数回パイプ内に張られていてもよい。
【０００６】
【作用】一般に流体の粘性は、流体内に置かれた物体に
加わる抵抗力と、流体の速度から求めることができる。
本発明においては、パイプに流体抵抗体が固定されてお
り、排土が流れるときの抵抗力を測定する。また流体抵
抗がパイプの軸方向に２箇所設置されていると、各流体
抵抗体に発生する抵抗力の時間差を測定でき、これで２
個の流体抵抗体間の距離を割れば排土の速度が求まる。
通常、土の圧送は断続的に行われるから、排土の流れも
断続的であり、流体抵抗体に加わる圧力の対応部分は容
易に識別できる。
加わる抵抗力と、流体の速度から求めることができる。
本発明においては、パイプに流体抵抗体が固定されてお
り、排土が流れるときの抵抗力を測定する。また流体抵
抗がパイプの軸方向に２箇所設置されていると、各流体
抵抗体に発生する抵抗力の時間差を測定でき、これで２
個の流体抵抗体間の距離を割れば排土の速度が求まる。
通常、土の圧送は断続的に行われるから、排土の流れも
断続的であり、流体抵抗体に加わる圧力の対応部分は容
易に識別できる。
【０００７】流体抵抗体を導電性ワイヤで構成すれば、
その電気抵抗はワイヤの伸び、即ち内部応力によって変
化する。従って、電気抵抗の変化から流体力を測定する
ことができ、他に特別な圧力検出手段を設けることなく
簡便に測定が行える。
その電気抵抗はワイヤの伸び、即ち内部応力によって変
化する。従って、電気抵抗の変化から流体力を測定する
ことができ、他に特別な圧力検出手段を設けることなく
簡便に測定が行える。
【０００８】電気抵抗の測定の際、圧力を検出するワイ
ヤ以外の部分での抵抗変化は誤差となる。誤差を小さく
するためには、ワイヤ部分の抵抗の変化をなるべく大き
くする必要がある。これにはワイヤ長を長くすればよ
く、１本のワイヤを折り返して何回も張れば、折り返し
数に比例してワイヤ長を長くできる。
ヤ以外の部分での抵抗変化は誤差となる。誤差を小さく
するためには、ワイヤ部分の抵抗の変化をなるべく大き
くする必要がある。これにはワイヤ長を長くすればよ
く、１本のワイヤを折り返して何回も張れば、折り返し
数に比例してワイヤ長を長くできる。
【０００９】
【実施例】図２に本発明の第１の実施例を示す。排土パ
イプ５の一部に距離Ｌを隔てて２本の金属性の剛体棒1
1，12が設置されている。各剛体棒11，12にはそれぞれ
金属性の球体13，14が固定されている。排土がパイプ５
の中を流れると、球体13，14に排土の流体抵抗が加わ
る。剛体棒11，12の太さは球体13，14の直径に比べ充分
小さく、その流体抵抗は無視できるようになっている。
各剛体棒11，12は、それぞれ根元をゴム等の弾性体から
なる弾性支持体15，16及び17，18で固定され、弾性支持
体15，17にはそれぞれ歪みゲージ19，20が固定されてい
る。歪みゲージ19，20の端子はそれぞれ抵抗計21，22に
接続され、その出力信号は、演算回路23に入力される。
演算回路23では歪みの大きさと立ち上がり時刻の差を測
定するようになっている。
イプ５の一部に距離Ｌを隔てて２本の金属性の剛体棒1
1，12が設置されている。各剛体棒11，12にはそれぞれ
金属性の球体13，14が固定されている。排土がパイプ５
の中を流れると、球体13，14に排土の流体抵抗が加わ
る。剛体棒11，12の太さは球体13，14の直径に比べ充分
小さく、その流体抵抗は無視できるようになっている。
各剛体棒11，12は、それぞれ根元をゴム等の弾性体から
なる弾性支持体15，16及び17，18で固定され、弾性支持
体15，17にはそれぞれ歪みゲージ19，20が固定されてい
る。歪みゲージ19，20の端子はそれぞれ抵抗計21，22に
接続され、その出力信号は、演算回路23に入力される。
演算回路23では歪みの大きさと立ち上がり時刻の差を測
定するようになっている。
【００１０】排土が流れると、球体13，14への抵抗によ
って弾性支持体即ち歪みゲージ19，20が伸び、抵抗計2
1，22はそれぞれ図３（ａ）、（ｂ）のような信号を発
生する。土の圧送は通常断続的に行なわれるため、抵抗
計21，22の出力も断続的に変化する。図３では、出力が
ゼロでない部分が土が流れている状態に対応する。ま
た、縦軸は、歪みゲージ19，20の感度と弾性支持体15，
17の剛性を抵抗計出力に掛けて得られる流体力に換算し
て示してある。流体力Ｆは、排土の粘性と速度によって
決まる値を示す。球体の直径をｄ、排土の流速をｖ、排
土の粘性係数をμとすると、球体に加わる流体抵抗Ｆは
次式で与えられる。 Ｆ＝３πμｄｖ （１）
って弾性支持体即ち歪みゲージ19，20が伸び、抵抗計2
1，22はそれぞれ図３（ａ）、（ｂ）のような信号を発
生する。土の圧送は通常断続的に行なわれるため、抵抗
計21，22の出力も断続的に変化する。図３では、出力が
ゼロでない部分が土が流れている状態に対応する。ま
た、縦軸は、歪みゲージ19，20の感度と弾性支持体15，
17の剛性を抵抗計出力に掛けて得られる流体力に換算し
て示してある。流体力Ｆは、排土の粘性と速度によって
決まる値を示す。球体の直径をｄ、排土の流速をｖ、排
土の粘性係数をμとすると、球体に加わる流体抵抗Ｆは
次式で与えられる。 Ｆ＝３πμｄｖ （１）
【００１１】また、両歪みゲージ19，20の出力の立ち上
がり時刻の差ｔb −ｔa から、次式によって土の移動速
度ｖが得られる。 ｖ＝Ｌ／（ｔb −ｔa ） （２） 式（１）と式（２）とにより、Ｆとｔb −ｔa とから土
の粘性係数μが得られる。以上のようにして、歪みゲー
ジの出力の大きさと時間差を測定することにより、排土
の粘性係数を求めることができる。
がり時刻の差ｔb −ｔa から、次式によって土の移動速
度ｖが得られる。 ｖ＝Ｌ／（ｔb −ｔa ） （２） 式（１）と式（２）とにより、Ｆとｔb −ｔa とから土
の粘性係数μが得られる。以上のようにして、歪みゲー
ジの出力の大きさと時間差を測定することにより、排土
の粘性係数を求めることができる。
【００１２】図４に、本発明の第２の実施例を示す。排
土パイプ内にはニクロムからなる円柱状の抵抗線24，25
が貫通しており、その両端は管壁に固定されている。ま
た各抵抗線24，25の両端はそれぞれ抵抗計26，27に接続
され、その出力は演算回路28に接続されている。排土パ
イプ内を排土が流れると抵抗線24，25に抗力が加わり、
伸びが生じる。すると伸びに比例して電気抵抗が増加
し、抵抗計26，27からは図３（ａ），（ｂ）と類似の出
力が得られる。これを抵抗線24，25に加わる流体力に換
算し、また第１の実施例と同様にして時間差を計れば、
排土の粘性係数を算出することができる。抵抗線への流
体抵抗が小さく歪みが充分にとれない場合には、第１の
実施例と同様に抵抗線に球体等の物体を固定し、流体抵
抗を大きくすればよい。
土パイプ内にはニクロムからなる円柱状の抵抗線24，25
が貫通しており、その両端は管壁に固定されている。ま
た各抵抗線24，25の両端はそれぞれ抵抗計26，27に接続
され、その出力は演算回路28に接続されている。排土パ
イプ内を排土が流れると抵抗線24，25に抗力が加わり、
伸びが生じる。すると伸びに比例して電気抵抗が増加
し、抵抗計26，27からは図３（ａ），（ｂ）と類似の出
力が得られる。これを抵抗線24，25に加わる流体力に換
算し、また第１の実施例と同様にして時間差を計れば、
排土の粘性係数を算出することができる。抵抗線への流
体抵抗が小さく歪みが充分にとれない場合には、第１の
実施例と同様に抵抗線に球体等の物体を固定し、流体抵
抗を大きくすればよい。
【００１３】図５に、本発明の第３の実施例を示す。排
土パイプ内には円柱状の抵抗線29，30が２本貫通してお
り、且つ各抵抗線29，30は管内で数回折り返している。
折り返し位置では抵抗線29，30は管壁に固定されてい
る。排土パイプ内を排土が流れると抵抗線29，30に抗力
が加わり伸びが生じるが、伸び量は各抵抗線の折り返し
１回に対し図４の場合と同じである。従って、本実施例
では図４の場合に比べ折り返し回数倍だけ抵抗が大きく
変化し、感度を上げることができる。
土パイプ内には円柱状の抵抗線29，30が２本貫通してお
り、且つ各抵抗線29，30は管内で数回折り返している。
折り返し位置では抵抗線29，30は管壁に固定されてい
る。排土パイプ内を排土が流れると抵抗線29，30に抗力
が加わり伸びが生じるが、伸び量は各抵抗線の折り返し
１回に対し図４の場合と同じである。従って、本実施例
では図４の場合に比べ折り返し回数倍だけ抵抗が大きく
変化し、感度を上げることができる。
【００１４】
【発明の効果】以上示したように、本発明にかかる粘性
測定装置では、排土パイプを流れる土の流体抵抗と速度
を同時に測定して粘性係数を算出している。この結果、
簡便に測定ができ、且つ自動化も容易であるため、排土
への水や軟化剤の供給の適正化を効率的に行うことがで
きる。
測定装置では、排土パイプを流れる土の流体抵抗と速度
を同時に測定して粘性係数を算出している。この結果、
簡便に測定ができ、且つ自動化も容易であるため、排土
への水や軟化剤の供給の適正化を効率的に行うことがで
きる。
【図１】図１は、従来のトンネル掘削機械を示す図であ
る。
る。
【図２】図２は、本発明の第１の実施例を示す図であ
る。
る。
【図３】図３は、第１の実施例における信号の概略を示
す図である。
す図である。
【図４】図４は、第２の実施例を示す図である。
【図５】図５は、第３の実施例を示す図である。
１ 掘削機械 ２ カッター ３ 排土 ４ 排出ポンプ ５ 排土パイプ ６ タンク ７ 水あるいは軟化剤 ８ 水タンク ９ 注水パイプ 10 注水ポンプ 11, 12 剛体棒 13, 14 球体 15, 16, 17, 18 弾性支持体 19, 20 歪みゲージ 21, 22 抵抗計 23 演算回路 24, 25 抵抗線 26, 27 抵抗計 28 演算回路 29, 30 抵抗線
Claims (3)
- 【請求項１】 掘削土をパイプにより排出するトンネル
掘削機械等の排土の粘性測定装置において、パイプ内に
軸方向に離れて固定された少なくとも２個の流体抵抗体
と、該流体抵抗体に加わる流体力を測定する手段と、該
流体力の発生時間差を測定する手段とを具備することを
特徴とする排土の粘性測定装置。 - 【請求項２】 該流体抵抗体が導電性ワイヤであり、該
流体力を測定する手段が該導電性ワイヤの電気抵抗の変
化を測定する手段であることを特徴とする請求項１に記
載の排土の粘性測定装置。 - 【請求項３】 該導電性ワイヤが折り返しによって複数
回パイプ内に張設されていることを特徴とする請求項２
に記載の排土の粘性測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12767994A JPH07333133A (ja) | 1994-06-09 | 1994-06-09 | 排土の粘性測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12767994A JPH07333133A (ja) | 1994-06-09 | 1994-06-09 | 排土の粘性測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07333133A true JPH07333133A (ja) | 1995-12-22 |
Family
ID=14966033
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12767994A Pending JPH07333133A (ja) | 1994-06-09 | 1994-06-09 | 排土の粘性測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07333133A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008026115A (ja) * | 2006-07-20 | 2008-02-07 | Kajima Corp | 土砂の流動性試験装置および土砂の流動性試験方法 |
| CN108613899A (zh) * | 2018-06-15 | 2018-10-02 | 昆明理工大学 | 一种应变式自适应油品粘度测量装置及方法 |
| EP3730926A1 (de) * | 2019-04-26 | 2020-10-28 | Helmholtz-Zentrum Potsdam - Deutsches GeoForschungsZentrum GFZ Stiftung des Öffentlichen Rechts des Lands Brandenburg | Verfahren und system zur messung oder überwachung der viskosität fliessender materialien |
| KR102230121B1 (ko) * | 2019-10-18 | 2021-03-19 | 재단법인대구경북과학기술원 | 유체 특성 측정 장치 |
-
1994
- 1994-06-09 JP JP12767994A patent/JPH07333133A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008026115A (ja) * | 2006-07-20 | 2008-02-07 | Kajima Corp | 土砂の流動性試験装置および土砂の流動性試験方法 |
| CN108613899A (zh) * | 2018-06-15 | 2018-10-02 | 昆明理工大学 | 一种应变式自适应油品粘度测量装置及方法 |
| CN108613899B (zh) * | 2018-06-15 | 2023-12-22 | 昆明理工大学 | 一种应变式自适应油品粘度测量装置及方法 |
| EP3730926A1 (de) * | 2019-04-26 | 2020-10-28 | Helmholtz-Zentrum Potsdam - Deutsches GeoForschungsZentrum GFZ Stiftung des Öffentlichen Rechts des Lands Brandenburg | Verfahren und system zur messung oder überwachung der viskosität fliessender materialien |
| KR102230121B1 (ko) * | 2019-10-18 | 2021-03-19 | 재단법인대구경북과학기술원 | 유체 특성 측정 장치 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100216646B1 (ko) | 전자유량계 | |
| US6591697B2 (en) | Method for determining pump flow rates using motor torque measurements | |
| US6550327B1 (en) | Device for measuring the density of a flowing medium | |
| CN1195970C (zh) | 用于测量科里奥里流量计系统中流管状态的电路以及测量状态值的方法 | |
| ATE451603T1 (de) | Viskositäts-messgerät | |
| CN103154678A (zh) | 用于确定振动计的振动传感器部件的温度的方法及装置 | |
| ITMI962489A1 (it) | Misuratore di flusso di un fluido | |
| KR101775588B1 (ko) | 간접적 질량 유동 센서 | |
| JP6336122B2 (ja) | 振動式流量計における非対称な流れを検出するための装置及び方法 | |
| CN101523165A (zh) | 用于流量计中几何热补偿的仪表电子和方法 | |
| Aubrey et al. | Kinematic and dynamic estimates from electromagnetic current meter data | |
| JPH07333133A (ja) | 排土の粘性測定装置 | |
| CN105651361A (zh) | 超声波水表自动调压检测标定装置及方法 | |
| Hayakawa et al. | Turbulence measurements in a compressible reattaching shear layer | |
| EP1340972A3 (de) | Vibrations-Messgerät und Verfahren zum Messen einer Viskosität eines Fluids | |
| Vieux et al. | Capturing the essential spatial variability in distributed hydrological modelling: Hydraulic roughness | |
| Kacker et al. | Fluctuating lift coefficient for a circular cylinder in cross flows | |
| He | Unsteady Flow in Oscillating Turbine Cascades: Part 1—Linear Cascade Experiment | |
| CONNORS JR | An experimental investigation of the flow-induced vibration of tube arrays in cross flow | |
| Lefebvre et al. | A transient electromagnetic flowmeter and calibration facility | |
| US3169397A (en) | Fluid flow meter | |
| ATE243844T1 (de) | Vibrations-messgerät und verfahren zum messen einer viskosität eines fluids | |
| JPH03108613A (ja) | 管渠内の平均流速測定方法 | |
| CN208847264U (zh) | 一种串联式科里奥利质量流量计 | |
| Tsuji et al. | An anemometry technique for turbulence measurements at low velocities |