JPH0820354B2 - 滴測計 - Google Patents

滴測計

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JPH0820354B2
JPH0820354B2 JP61075093A JP7509386A JPH0820354B2 JP H0820354 B2 JPH0820354 B2 JP H0820354B2 JP 61075093 A JP61075093 A JP 61075093A JP 7509386 A JP7509386 A JP 7509386A JP H0820354 B2 JPH0820354 B2 JP H0820354B2
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liquid
droplet
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隆三郎 是枝
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隆三郎 是枝
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、油性の潤滑油、界面活性剤および水溶性作
動液、加工液、界面活性剤などの試液の表面張力、粘
度、濃度、(密度)などを自動的に測定する滴測計に関
する。
〔従来技術とその問題点〕
前述した潤滑油はその粘度により潤滑性能が異なるた
め使用にあたっては粘度を調整する必要があるし、また
界面活性剤や離型剤、乳化剤、表面処理液などは使用に
あたってその濃度を調整する必要がある。
ところが従来、前述した潤滑油などの場合、その潤滑
油の定量の滴下速度または液中の球の落下速度などによ
り粘度を、また水溶性の界面活性剤などにあっては、試
液を用いて、酸、アルカリに中和させたpHの値で濃度な
どの測定を人手により行ない、この測定結果から試液の
粘度または濃度などを算出していたため測定時間が長く
掛り、また人手を介する測定であるため誤差が大きく、
濃度管理の不備による製品品質の不良が多かった。
〔発明の目的〕
本発明は、このような点に鑑み、試液の表面張力、粘
度、濃度などを短時間のうちに正確にしかも自動的に測
定することのできる滴測計を提供することを目的とす
る。
〔発明の概要〕
本発明は、上流側に濾過膜が形成された供給層、およ
び、試液を加熱するヒータを設け試液を定量供給する供
給部と;試液の温度を検出するとともに前記ヒータと連
動し液温を任意の温度に自動的に制御するための温度検
出装置を設け、昇降装置により滴測計本体に形成された
上下方向の貫通孔に沿って昇降自在とされた棒体の下端
に球体を突設し、前記供給部からの試液を導くために滴
測計本体の前記貫通孔の内周壁に沿って形成された複数
の液通路の下端に環状エッジを形成し、この環状エッジ
の先端縁と前記球体の外周面との間隙を前記昇降装置に
よる棒体の上下動により可変とし、前記供給部から供給
された試液を間隙から漏出して液滴を形成する液滴形成
部と、;前記液滴形成部の下方に配設され液滴形成部か
ら滴下した液滴の滴数、液滴間隔、液滴の粒径をそれぞ
れ検出し得る検出部と;前記検出部からの検出信号に基
いて試液の表面張力、粘度、濃度(密度)を自動的に演
算する演算回路と;を有することを特徴としている。
〔発明の実施例〕
以下、本発明を図面に示す実施例により説明する。
第1図は本発明の実施例を示すものであり、滴測計本
体1は、下半部2とこの上方に嵌合される上半部3とに
より構成されており、このうち上半部3は、液切れを良
好にするためポリ四フッ化エチレンにより形成される
か、あるいはポリ四フッ化エチレンにより被覆されてい
る。前記下半部2の中央部には上面から下方に延在する
穴4が形成されており、この穴4の下端には、外部に導
出された排液管5が接続されている。一方、前記上半部
3の中央部には、前記下半部2の穴4に合致する穴6が
下面から上方に延在するように形成されており、両穴4,
6により内部空所7が形成されることになる。
前記上半部3には、内部空所7内に臨むほぼ円錐形の
突起8が一体に垂設されており、この突起8の先端部に
は、第2図に詳示するように球面状の凹部9が形成さ
れ、この凹部9の外周には環状エッジ10が形成されるこ
とになる。この凹部9の中央部から上半部3の上端にか
けて上下方向の貫通孔11が穿設されており、この貫通孔
11の上下方向の中間位置の外周には大径の液溜り12が形
成され、さらにこの液溜り12に連通し液溜り12に試液を
供給する傾斜状の液通路13が上半部3内に埋設されてい
る。この液通路13の端部には液供給管14が一体に接続さ
れており、この液供給管14には液定量供給槽15から試液
が供給されるようになっている。この液定量供給槽15は
大気に開放されており、この液定量供給槽15には、図示
しない定量ポンプなどの定量供給装置から定量の試液が
自動的に供給されるか、あるいは手動により定量の試液
が供給されるようになっている。また、液定量供給槽15
の上流側には、測定精度を低下させる原因となる試液中
のごみを除去するためのメンブレンフイルタ(濾過膜)
(図示せず)が交換可能に張設されている。前記液供給
管14の外周にはヒータ16が巻回されており、内部を通過
する試液の湿度を調節しうるようになっている。
前記液溜り12から前記凹部9までの貫通孔11の外周に
は、第3図に詳示するように、相互に90度ずつの角度を
隔てて4本の液通路17,17…が形成されている。また、
前記貫通孔11内には、一例としてガラス製の棒体18が挿
通されており、この棒体18の下端には、同じく一例とし
てガラス製の球体19が突設されている。この球体19の外
径は、前記凹部9の直径より大きくされている。前記滴
測計本体1の上面には、図示しないモータなどを備える
かあるいは手動による昇降装置20が配設されており、こ
の昇降装置20により前記棒体18が前記貫通孔11に案内さ
れるようにして上下動されて前記凹部9の環状エッジ10
と球体19との間隙が調節されるようになっている。
前記下半部2には、第4図に詳示するように、相互に
90度ずつの角度を隔てて4本の水平方向の貫通孔21A,21
B,21C,21Dがそれぞれ下半部2の半径方向に形成されて
いる。したがって貫通孔21Aと21Cまた貫通孔21Bと21Dの
軸線は合致している。これらのうち貫通孔21A内には、
液滴の数およびその滴下間隔を測定するのに必要な発光
素子の一例としての発光ダイオード22は配設されてお
り、この発光ダイオード22からの光は前記球体19の直下
を通過して貫通孔21C内に導入されるようになってい
る。この貫通孔21C内には、前記発光ダイオード22から
の光を受ける受光素子の一例としてのフォトトランジス
タ23が配設されている。このフォトトランジスタ23の出
力信号は、第5図に示すように、フリップフロップ24に
入力され、さらにこのフリップフロップ24の出力信号が
カウンタ25に入力されるようになっている。このように
フォトトランジスタ23の出力信号をフリップフロップ24
を介してカウンタ25に入力するのは液滴の間隔を測定す
る場合であり、液滴の数を計数する場合には、第5図に
破線で示すように、フォトトランジスタ23の出力信号を
直接カウンタ25に入力すればよい。
前記カウンタ25の出力信号は、演算器26に入力される
ようになっており、この演算器26において液滴の間隔も
しくは液滴の数に基づいて試液の表面張力、粘度、濃度
などの特性が演算されるようになっている。一方、試液
の温度を検出するサーミスタのような温度検出器27が第
1図の滴測計本体1の上半部3内に例えばガラス製の球
体19と棒体18の内部に埋設されており、この温度検出器
27の出力信号が発振周波数を可変とされた発振器28に入
力されるようになっている。また、この発振器28の出力
信号が前記演算器26に入力されるようになっており、こ
の演算器26内において基準温度(油においては40℃)に
おける試液の表面張力、粘度、温度などの特性が演算さ
れるようになっている。さらに、前記演算器26の出力信
号は、試液の特性を記録するレコーダ29、特性を表示す
る表示装置30および試液の濃度調節をするための制御器
31に入力されるようになっている。なお、前記温度検出
器27に代えて前記棒体18および球体19を水銀温度計とし
て、この水銀柱の高さを滴測計本体1内に埋設されたフ
ォトセンサにより測定することにより試液の温度を検出
するようにしてもよい。
前記滴測計本体1の下半部2の貫通孔21B内には、液
滴の粒径を測定するのに必要なランプ32および凹レンズ
33が配設されており、このランプ32からの光は凹レンズ
33を通過して拡散された後前記球体19の直下を通過して
貫通孔21D内に導入されるようになっている。この貫通
孔21D内には、前記凹レンズ33からの光を収束する凸レ
ンズ34およびこの収束された光を照射されるフォトアレ
イ35が配設されている。このフォトアレイ35は基板36上
に整列配置された多数の素子37,37…を有しており、各
素子37は約13μmの大きさとされ、各素子37の半分以上
が液滴にさえぎられて陰になれば陰の信号を出力するよ
うになっている。そして、このフォトアレイ35は1秒間
に50回の走査測定を行なうように構成されており、この
各素子37の出力信号が前記演算器26に入力され、この演
算器26において粒径から試液の表面張力、粒度、濃度な
どの特性が演算されるようになっている。
なお、前記内部空所7内には、この内部空所7の形状
に対応する無色透明のガラス筒38が着脱自在に装着さ
れ、排液管5が詰まった際に各種機器が配設されている
各貫通孔21内に試液が浸入しないようにして発光ダイオ
ード22、フォトトランジスタ23、凹レンズ33、凸レンズ
34などを保護するようになっている。また、このガラス
筒38は取出して容易に洗浄することができる。
つぎに前述した実施例の作用について説明する。
液滴の粒径を表わす実験式は、 ここにDO:平均液滴の直径,μm υ:液体と気体の相対速度,ft/s σ:表面張力,dyn/cm ρ:液体の密度,g/cc μ:液体の粘度,P Q1/Q2:液体と気体の体積比 であり、この式より明らかなように、試液の表面張力が
小さいほど、試液の粘度が低いほど、また試液の密度が
大きいほど微粒子になりやすい。このことから液滴の粒
径をフォトアレイ35により検出することにより試液の表
面張力、粘度、濃度(密度)などの測定をすることもで
きる。
このように液滴の粒径を検出して試液の特性を測定す
るためには、試液の粘度に適合した太さの液通路17を備
えた上半部3を下半部2に嵌合して滴測計本体1を形成
し、また昇降装置20を駆動して棒体18を昇降して凹部9
の環状エッジ10と球体19との間隙を試液の粘度に適合す
るように調節する。このようにしておき図示しない試液
は図示しないメンブレンフイルタを通過して濾過された
後に定量供給装置から定量の試液を液定量供給槽15に供
給する。すると、液供給管14および液通路13を介して液
溜り12、各液通路17および球体19上の凹部9内に充満さ
れる。このとき液供給管14に巻回されたヒータ16により
所定温度に加熱される。そして、環状エッジ10および球
体19間の間隙から漏出した微量の試液が球体19の底部に
達し、その量が所定量に達すると液滴となって滴下す
る。なお、前記環状エッジ10は液切れのよいようにポリ
四フッ化エチレンにより形成されており、しかも微小角
の鋭角をなしているので、この環状エッジ10が試液によ
り濡れることが避けられ、安定的に液滴が形成される。
前記球体19から滴下した液滴は、ランプ32から発し凹
レンズ33を通過して拡散された光をさえぎる際にその粒
径をフォトアレイ35により検出され、このフォトアレイ
35の出力信号が演算器26に入力されることにより試液の
特性が測定される。この測定結果はレコーダ29に記録さ
れるとともに、表示装置30に表示される。さらに、この
測定結果により試液の濃度制御を行なうには、演算器26
の出力信号が入力される制御器31により、測定濃度が濃
い場合には、給水管の電磁弁を開くなどして水を液中に
混合し、また測定濃度が薄い場合には、定量ポンプを駆
動するなどして液を供給するというような制御をすれば
よい。
一方、液滴の数あるいは滴下間隔から試液の特性を測
定するには、定量の試液を液滴形成部の液定量供給槽15
に供給して球体19から液滴を順次滴下せしめ発光ダイオ
ード22からフォトトランジスタ23に入射される光を液滴
がさえぎることによりフォトトランジスタ23から出力さ
れる信号を、液滴の数によるときには直接演算器26に入
力し、また滴下間隔によるときにはフリップフロップ24
を介して演算器26に入力して演算を行なえば、液滴を形
成する試液の全量がわかっているので、試液の特性を測
定することができる。
このように本実施例によれば、試液の表示張力、粘
度、濃度(密度)などの特性を液滴の粒径または数、滴
下間隔から自動的にしかも正確に測定することができ、
しかも測定時間も短時間で済むため効率的である。
なお、前述した実施例においては、液滴形成部として
球体19を使用したが、第6図に示すように、滴測計本体
1の上半部3の突起8の先端にノズル39を形成し、この
ノズル39の外周を環状エッジ40により構成するととも
に、第1図の液供給管14と連通する液通路41をノズル39
の内部に形成してもよい。ただし、この第6図の構成に
おいては、液滴形成の調節はできない。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明に係る滴測計は、必要に
応じて球体の外周面と環状エッジの先端縁との間隙を昇
降装置により棒体を貫通孔に沿って安定的に昇降して調
節したうえでこの間隙から試液を漏出することにより形
成された液滴の粒径、滴下数、滴下間隔のいずれかを検
出することにより、試液の基準温度における表面張力、
粘度、濃度のいずれをも短い測定時間の間に正確にしか
も自動的に測定できるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る滴測計の実施例を示す要部の縦断
面正面図、第2図、第3図および第4図はそれぞれ第1
図のII−II線、III−III線、IV−IV線に沿う相当部分の
横断面図、第5図は第1図の演算回路の構成図、第6図
は液滴形成部の変形例を示す要部の縦断面図である。 1……滴測計本体、2……下半部、3……上半部、7…
…内部空所、8……突起、9……凹部、10……環状エッ
ジ、15……液定量供給槽、17……液通路、18……棒体、
19……球体、20……昇降装置、22……発光ダイオード、
23……フォトトランジスタ、24……フリップフロップ、
25……カウンタ、26……演算器、27……温度検出器、28
……発振器、29……レコーダ、30……表示装置、31……
制御器、32……ランプ、33……凹レンズ、34……凸レン
ズ、35……フォトアレイ、39……ノズル、40……環状エ
ッジ、41……液通路。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】上流側に濾過膜が形成された供給層、およ
    び、試液を加熱するヒータを設け試液を定量供給する供
    給部と、 試液の温度を検出するとともに前記ヒータと連動し液温
    を任意の温度に自動的に制御するための温度検出装置を
    設け、昇降装置により滴測計本体に形成された上下方向
    の貫通孔に沿って昇降自在とされた棒体の下端に球体を
    突設し、前記供給部からの試液を導くために滴測計本体
    の前記貫通孔の内周壁に沿って形成された複数の液通路
    の下端に環状エッジを形成し、この環状エッジの先端縁
    と前記球体の外周面との間隙を前記昇降装置による棒体
    の上下動により可変とし、前記供給部から供給された試
    液を間隙から漏出して液滴を形成する液滴形成部と、 前記液滴形成部の下方に配設され液滴形成部から滴下し
    た液滴の滴数、液滴間隔、液滴の粒径をそれぞれ検出し
    得る検出部と、 前記検出部からの検出信号に基いて試液の表面張力、粘
    度、濃度(密度)を自動的に演算する演算回路と、 を有することを特徴とする滴測計。
JP61075093A 1986-04-01 1986-04-01 滴測計 Expired - Lifetime JPH0820354B2 (ja)

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JPS62232534A JPS62232534A (ja) 1987-10-13
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