JPH10160661A - 振動式粘度計 - Google Patents
振動式粘度計Info
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- JPH10160661A JPH10160661A JP33042296A JP33042296A JPH10160661A JP H10160661 A JPH10160661 A JP H10160661A JP 33042296 A JP33042296 A JP 33042296A JP 33042296 A JP33042296 A JP 33042296A JP H10160661 A JPH10160661 A JP H10160661A
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- fixed
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- rad
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 安定な共振状態が得られ、正確な粘度検出を
行えるようにする。 【構成】 駆動振動子１と、該駆動振動子１に振動を与
える電磁石２1 、２2 と、上記駆動振動子１に一端が固
定され且つ他端に被検査液体に浸潰される検出振動子３
を固定した金属振動棒４と、一端が固定側支持部５に固
定され且つ他端が金属振動棒４を支持又は固定した弾性
体６を有し、駆動振動子１の慣性モーメントをＪ1 （Ｋ
ｇｍｓ2 ）、検出振動子３の慣性モーメントをＪ2 （Ｋ
ｇｍｓ2 ）とするとき、下記式 Ｊ1 ／Ｊ2 ＝（１／Ｋ2 ）・｛（Ｋ1 Ｋ3 ）／（Ｋ1 ＋
Ｋ3 ）｝ 但し、Ｋ1 ：駆動振動子１位置から弾性体６間のバネ定
数（ｍｋｇ／ｒａｄ） Ｋ2 ：検出振動子３位置から弾性体６間のバネ定数（ｍ
ｋｇ／ｒａｄ） Ｋ3 ：固定側支持部５位置から弾性体６間のバネ定数
（ｍｋｇ／ｒａｄ） を満足するように各部のバネ定数を定めた構成にする。
行えるようにする。 【構成】 駆動振動子１と、該駆動振動子１に振動を与
える電磁石２1 、２2 と、上記駆動振動子１に一端が固
定され且つ他端に被検査液体に浸潰される検出振動子３
を固定した金属振動棒４と、一端が固定側支持部５に固
定され且つ他端が金属振動棒４を支持又は固定した弾性
体６を有し、駆動振動子１の慣性モーメントをＪ1 （Ｋ
ｇｍｓ2 ）、検出振動子３の慣性モーメントをＪ2 （Ｋ
ｇｍｓ2 ）とするとき、下記式 Ｊ1 ／Ｊ2 ＝（１／Ｋ2 ）・｛（Ｋ1 Ｋ3 ）／（Ｋ1 ＋
Ｋ3 ）｝ 但し、Ｋ1 ：駆動振動子１位置から弾性体６間のバネ定
数（ｍｋｇ／ｒａｄ） Ｋ2 ：検出振動子３位置から弾性体６間のバネ定数（ｍ
ｋｇ／ｒａｄ） Ｋ3 ：固定側支持部５位置から弾性体６間のバネ定数
（ｍｋｇ／ｒａｄ） を満足するように各部のバネ定数を定めた構成にする。
Description
【０００１】本発明は、検出振動子を被検査液体に浸し
て、その被検査液体の粘度を測定するようにした振動式
粘度計に関する。
て、その被検査液体の粘度を測定するようにした振動式
粘度計に関する。
【０００２】
【従来技術】ペーストその他の液体において、粘度を測
定することは重要な課題となっている。ここに、構造的
には古来より種々同様な構造の振動式粘度計が現れてい
るもののそれらは、正確な被検査液体の粘度を測定する
ことができないでいた。その理由は、１つには特開平８
−２４７９１７号公報に見られるように、駆動振動子に
一端が固定され且つ他端に被検査液体に浸潰される検出
振動子を固定した振動棒を、一端が固定側支持部に固定
され且つ他端が振動棒を支持又は固定した部材として、
その材質はどうでもよく、例えば、合成樹脂であっても
よいといったような振動工学的な各種の構成部分間のバ
ネ定数（弾性係数）を正確に捕らえていない設計をして
いるためである。
定することは重要な課題となっている。ここに、構造的
には古来より種々同様な構造の振動式粘度計が現れてい
るもののそれらは、正確な被検査液体の粘度を測定する
ことができないでいた。その理由は、１つには特開平８
−２４７９１７号公報に見られるように、駆動振動子に
一端が固定され且つ他端に被検査液体に浸潰される検出
振動子を固定した振動棒を、一端が固定側支持部に固定
され且つ他端が振動棒を支持又は固定した部材として、
その材質はどうでもよく、例えば、合成樹脂であっても
よいといったような振動工学的な各種の構成部分間のバ
ネ定数（弾性係数）を正確に捕らえていない設計をして
いるためである。
【０００３】
【発明が解決しようとしている課題】昨今の技術の高精
度化に伴い、より高精度で正確な被検査液体の粘度を知
ることのできる粘度計が要求されている。ここに本発明
は、上記従来技術の振動式粘度計では充分に考慮されて
いなかった振動工学的な条件を取り入れて正確な被検査
液体の粘度を知ることができる振動式粘度計を得ること
を課題に成されたものである。
度化に伴い、より高精度で正確な被検査液体の粘度を知
ることのできる粘度計が要求されている。ここに本発明
は、上記従来技術の振動式粘度計では充分に考慮されて
いなかった振動工学的な条件を取り入れて正確な被検査
液体の粘度を知ることができる振動式粘度計を得ること
を課題に成されたものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記の課題は、駆動振動
子１と、該駆動振動子１に振動を与える電磁石２1 ，２
2 と、上記駆動振動子１に一端が固定され且つ他端に被
検査液体に浸潰される検出振動子３を固定した金属振動
棒４と、一端が固定側支持部５に固定され且つ他端が金
属振動棒４を支持又は固定した弾性体６を有し、駆動振
動子１の慣性モーメントをＪ1 （Ｋｇｍｓ2 ）、検出振
動子３の慣性モーメントをＪ2 （Ｋｇｍｓ2 ）とすると
き、下記式 Ｊ1 ／Ｊ2 ＝（１／Ｋ2 ）・｛（Ｋ1 Ｋ3 ）／（Ｋ1 ＋
Ｋ3 ）｝ 但し、Ｋ1 ：駆動振動子１位置から弾性体６間のバネ定
数（ｍｋｇ／ｒａｄ） Ｋ2 ：検出振動子３位置から弾性体６間のバネ定数（ｍ
ｋｇ／ｒａｄ） Ｋ3 ：固定側支持部５位置から弾性体６間のバネ定数
（ｍｋｇ／ｒａｄ） を満足するように各部のバネ定数を定めた振動式粘度計
を提供することで達成できる。
子１と、該駆動振動子１に振動を与える電磁石２1 ，２
2 と、上記駆動振動子１に一端が固定され且つ他端に被
検査液体に浸潰される検出振動子３を固定した金属振動
棒４と、一端が固定側支持部５に固定され且つ他端が金
属振動棒４を支持又は固定した弾性体６を有し、駆動振
動子１の慣性モーメントをＪ1 （Ｋｇｍｓ2 ）、検出振
動子３の慣性モーメントをＪ2 （Ｋｇｍｓ2 ）とすると
き、下記式 Ｊ1 ／Ｊ2 ＝（１／Ｋ2 ）・｛（Ｋ1 Ｋ3 ）／（Ｋ1 ＋
Ｋ3 ）｝ 但し、Ｋ1 ：駆動振動子１位置から弾性体６間のバネ定
数（ｍｋｇ／ｒａｄ） Ｋ2 ：検出振動子３位置から弾性体６間のバネ定数（ｍ
ｋｇ／ｒａｄ） Ｋ3 ：固定側支持部５位置から弾性体６間のバネ定数
（ｍｋｇ／ｒａｄ） を満足するように各部のバネ定数を定めた振動式粘度計
を提供することで達成できる。
【０００５】（作用）駆動振動子１に振動を与える方法
としては、縦（軸方向）振動、捩じれ振動等があるが、
いま実施例に示すように捻じり振動の場合を示す。また
駆動振動子１に振動を与える方法は種々有るが、この場
合も実施例に基づいて説明する。磁性体でできた駆動振
動片１に捩じれ振動を与えるように配設された電磁石２
を構成する２つの電磁石２1 ，２2 にパルス電流を与
え、駆動振動子１を捩じれ振動するように吸引させる。
としては、縦（軸方向）振動、捩じれ振動等があるが、
いま実施例に示すように捻じり振動の場合を示す。また
駆動振動子１に振動を与える方法は種々有るが、この場
合も実施例に基づいて説明する。磁性体でできた駆動振
動片１に捩じれ振動を与えるように配設された電磁石２
を構成する２つの電磁石２1 ，２2 にパルス電流を与
え、駆動振動子１を捩じれ振動するように吸引させる。
【０００６】これにより金属振動棒４に接続された検出
振動子２は駆動振動子１と同じ振動周波数で捩じれ振動
を起こす。この時の、捩じれ振動は Ｊ1 ／Ｊ2 ＝（１／Ｋ2 ）・｛（Ｋ1 Ｋ3 ）／（Ｋ1 ＋
Ｋ3 ）｝ 但し、Ｋ1 ：駆動振動子１位置から弾性体６間のバネ定
数（ｍｋｇ／ｒａｄ） Ｋ2 ：検出振動子３位置から弾性体６間のバネ定数（ｍ
ｋｇ／ｒａｄ） Ｋ3 ：固定側支持部５位置から弾性体６間のバネ定数
（ｍｋｇ／ｒａｄ） の関係式を満足できれば安定な共振状態になる。
振動子２は駆動振動子１と同じ振動周波数で捩じれ振動
を起こす。この時の、捩じれ振動は Ｊ1 ／Ｊ2 ＝（１／Ｋ2 ）・｛（Ｋ1 Ｋ3 ）／（Ｋ1 ＋
Ｋ3 ）｝ 但し、Ｋ1 ：駆動振動子１位置から弾性体６間のバネ定
数（ｍｋｇ／ｒａｄ） Ｋ2 ：検出振動子３位置から弾性体６間のバネ定数（ｍ
ｋｇ／ｒａｄ） Ｋ3 ：固定側支持部５位置から弾性体６間のバネ定数
（ｍｋｇ／ｒａｄ） の関係式を満足できれば安定な共振状態になる。
【０００７】ここで、検出振動子３が空気中にある時、
電磁石２1 ，２2 から加えられる駆動力をＦa とし、検
出振動子３が被検査液中にある時の駆動力をＦS とす
る。ここに駆動検出振動子１に図示せず圧電型加速度セ
ンサを貼り付けておけば振動の振幅を測定できるから、
この振幅を一定とする駆動力の比を ｍ＝Ｆa ／ＦS とすると、理論的に次式が成立する。 η＝（ｋ／ρｗ）・（ｍ−１）2 但し、η：被検査液の粘度 ρ：被検査液の密度 ｗ：共振角速度 ｋ：比例定数 ここに、駆動力Ｆa ，ＦS 歯、電磁石２1 ，２2 に流れ
る電流Ｉa ，Ｉs の関数であるから、被検査液の粘度は
容易に求まることになる。
電磁石２1 ，２2 から加えられる駆動力をＦa とし、検
出振動子３が被検査液中にある時の駆動力をＦS とす
る。ここに駆動検出振動子１に図示せず圧電型加速度セ
ンサを貼り付けておけば振動の振幅を測定できるから、
この振幅を一定とする駆動力の比を ｍ＝Ｆa ／ＦS とすると、理論的に次式が成立する。 η＝（ｋ／ρｗ）・（ｍ−１）2 但し、η：被検査液の粘度 ρ：被検査液の密度 ｗ：共振角速度 ｋ：比例定数 ここに、駆動力Ｆa ，ＦS 歯、電磁石２1 ，２2 に流れ
る電流Ｉa ，Ｉs の関数であるから、被検査液の粘度は
容易に求まることになる。
【０００８】以上のように、この振動式粘度計では、従
来と異なり、駆動振動子１に振動を与える電磁石２1 ，
２2 と、上記駆動振動子１に一端が固定され且つ他端に
被検査液体に浸潰される検出振動子３を固定した金属振
動棒４と、一端が固定側支持部５に固定され且つ他端が
金属振動棒４を支持又は固定した弾性体６を有し、駆動
振動子１の慣性モーメントをＪ1 （Ｋｇｍｓ2 ）、検出
振動子３の慣性モーメントをＪ2 （Ｋｇｍｓ2 ）とする
とき、下記式 Ｊ1 ／Ｊ2 ＝（１／Ｋ2 ）・｛（Ｋ1 Ｋ3 ）／（Ｋ1 ＋
Ｋ3 ）｝ 但し、Ｋ1 ：駆動振動子１位置から弾性体６間のバネ定
数（ｍｋｇ／ｒａｄ） Ｋ2 ：検出振動子３位置から弾性体６間のバネ定数（ｍ
ｋｇ／ｒａｄ） Ｋ3 ：固定側支持部５位置から弾性体６間のバネ定数
（ｍｋｇ／ｒａｄ） を満足するように各部のバネ定数を定めた振動工学に基
づいたバネ定数（弾性係数）が与えられて構成されてい
るため、極めて正確な被検査液体の粘度を知ることがで
きる。
来と異なり、駆動振動子１に振動を与える電磁石２1 ，
２2 と、上記駆動振動子１に一端が固定され且つ他端に
被検査液体に浸潰される検出振動子３を固定した金属振
動棒４と、一端が固定側支持部５に固定され且つ他端が
金属振動棒４を支持又は固定した弾性体６を有し、駆動
振動子１の慣性モーメントをＪ1 （Ｋｇｍｓ2 ）、検出
振動子３の慣性モーメントをＪ2 （Ｋｇｍｓ2 ）とする
とき、下記式 Ｊ1 ／Ｊ2 ＝（１／Ｋ2 ）・｛（Ｋ1 Ｋ3 ）／（Ｋ1 ＋
Ｋ3 ）｝ 但し、Ｋ1 ：駆動振動子１位置から弾性体６間のバネ定
数（ｍｋｇ／ｒａｄ） Ｋ2 ：検出振動子３位置から弾性体６間のバネ定数（ｍ
ｋｇ／ｒａｄ） Ｋ3 ：固定側支持部５位置から弾性体６間のバネ定数
（ｍｋｇ／ｒａｄ） を満足するように各部のバネ定数を定めた振動工学に基
づいたバネ定数（弾性係数）が与えられて構成されてい
るため、極めて正確な被検査液体の粘度を知ることがで
きる。
【０００９】
【発明の実施の態様】図１は、本発明の第１実施例の振
動式粘度計の主要部を示す外観斜視図で、図２は、同振
動式粘度計の正面図で、図３はたわみ振動を発生させる
ようにした本発明の第２実施例を示す同振動式粘度計の
縦断面図で、図４は、第１及び第２実施例の振動式粘度
計における振動工学的なバネ定数の等価回路で、図５
は、金属振動棒４の寸法を説明するための図面で、図６
は、中空支持パイプでできた弾性体６（以下、中空支持
パイプ６という）の寸法を説明するための図面で、図７
は、図４の等価回路を示す図面である。以下、図１乃至
図７を参照して本発明の実施例としての振動式粘度計に
ついて説明する。
動式粘度計の主要部を示す外観斜視図で、図２は、同振
動式粘度計の正面図で、図３はたわみ振動を発生させる
ようにした本発明の第２実施例を示す同振動式粘度計の
縦断面図で、図４は、第１及び第２実施例の振動式粘度
計における振動工学的なバネ定数の等価回路で、図５
は、金属振動棒４の寸法を説明するための図面で、図６
は、中空支持パイプでできた弾性体６（以下、中空支持
パイプ６という）の寸法を説明するための図面で、図７
は、図４の等価回路を示す図面である。以下、図１乃至
図７を参照して本発明の実施例としての振動式粘度計に
ついて説明する。
【００１０】図１に示す捩じれ振動を発生させるように
した本発明の第１実施例を示す振動式粘度計は、磁性体
からなる矩形立方体の駆動振動子１を、横配置に設け、
同図に示すように駆動振動子１の紙面上において一方の
面の左側位置に対向配置された振動駆動源を形成する電
磁石２2 と、同じく駆動振動子１の紙面上において他方
の面の左側位置に対向配置された振動駆動源を形成する
電磁石２1 とによって円方向振動軸線Ｚの周りに矢印Ｗ
方向及び反矢印Ｗ方向に円周方向振動（捩じれ振動す
る）するように支持されている。
した本発明の第１実施例を示す振動式粘度計は、磁性体
からなる矩形立方体の駆動振動子１を、横配置に設け、
同図に示すように駆動振動子１の紙面上において一方の
面の左側位置に対向配置された振動駆動源を形成する電
磁石２2 と、同じく駆動振動子１の紙面上において他方
の面の左側位置に対向配置された振動駆動源を形成する
電磁石２1 とによって円方向振動軸線Ｚの周りに矢印Ｗ
方向及び反矢印Ｗ方向に円周方向振動（捩じれ振動す
る）するように支持されている。
【００１１】図３に示すたわみ振動を発生させるように
した本発明の第２実施例を示す同振動式粘度計では、駆
動振動子１を介して一方の面に電磁石２2 を、他方の面
に電磁石２1 を対向配置し、電磁石２2 及び電磁石２1
を吸引（または反発）させ、駆動振動子１を軸線Ｚを境
に矢印Ｘ方向及び反矢印Ｘ方向に振動させ、たわみ振動
させ、この結果、検出振動子３を矢印Ｘ方向及び反矢印
Ｘ方向にたわみ振動させている。以上の点が、図１及び
図２の場合と、図３の振動式粘度計の異なる点で、他の
構成については同じため、以下、説明を共通する。
した本発明の第２実施例を示す同振動式粘度計では、駆
動振動子１を介して一方の面に電磁石２2 を、他方の面
に電磁石２1 を対向配置し、電磁石２2 及び電磁石２1
を吸引（または反発）させ、駆動振動子１を軸線Ｚを境
に矢印Ｘ方向及び反矢印Ｘ方向に振動させ、たわみ振動
させ、この結果、検出振動子３を矢印Ｘ方向及び反矢印
Ｘ方向にたわみ振動させている。以上の点が、図１及び
図２の場合と、図３の振動式粘度計の異なる点で、他の
構成については同じため、以下、説明を共通する。
【００１２】上記駆動振動子１の下端中心部に、上端を
固定し、上記軸線Ｚ方向に延びる金属振動棒４を固定
し、該金属振動棒４の下端に被検査液体の中に浸潰され
る検出振動子３を固定し、図１及び図２の振動式粘度計
の場合は上記のように軸線Ｚの周りに矢印Ｗ方向及び反
矢印Ｗ方向に円周方向振動（捩じれ振動する）させ、図
３の振動式粘度計の場合は、駆動振動子１、検出振動子
３を軸線Ｚを境に矢印Ｘ方向及び反矢印Ｘ方向に振動さ
せる。
固定し、上記軸線Ｚ方向に延びる金属振動棒４を固定
し、該金属振動棒４の下端に被検査液体の中に浸潰され
る検出振動子３を固定し、図１及び図２の振動式粘度計
の場合は上記のように軸線Ｚの周りに矢印Ｗ方向及び反
矢印Ｗ方向に円周方向振動（捩じれ振動する）させ、図
３の振動式粘度計の場合は、駆動振動子１、検出振動子
３を軸線Ｚを境に矢印Ｘ方向及び反矢印Ｘ方向に振動さ
せる。
【００１３】上端が開口され、下端が閉じられた金属で
形成した弾性体として用いたカップ状の中空支持パイプ
６の底部６ａに上記金属振動棒４を通して、底部６ａに
て上記金属振動棒４のほぼ中間部を支持固定し、中空支
持パイプ６の上端部外周を固定側支持部（ケース側を構
成する）５に固定する。
形成した弾性体として用いたカップ状の中空支持パイプ
６の底部６ａに上記金属振動棒４を通して、底部６ａに
て上記金属振動棒４のほぼ中間部を支持固定し、中空支
持パイプ６の上端部外周を固定側支持部（ケース側を構
成する）５に固定する。
【００１４】電磁石２2 及び電磁石２1 を駆動して駆動
振動子１を図１、図３に示すように振動させることで、
図１及び図２の振動式粘度計の場合は底部６ａ部分を中
心として金属振動棒４を図１及び図２に示すように軸線
Ｚの周りに反矢印Ｗ方向及び矢印Ｗ方向に円周方向振動
（捩じれ振動する）させ、図３の振動式粘度計の場合は
底部６ａ部分を中心として金属振動棒４を矢印Ｘ方向及
び反矢印Ｘ方向に吸引（または反発）させて図３に示す
ように検出振動子３を矢印Ｘ方向及び反矢印Ｘ方向にた
わみ振動させる。
振動子１を図１、図３に示すように振動させることで、
図１及び図２の振動式粘度計の場合は底部６ａ部分を中
心として金属振動棒４を図１及び図２に示すように軸線
Ｚの周りに反矢印Ｗ方向及び矢印Ｗ方向に円周方向振動
（捩じれ振動する）させ、図３の振動式粘度計の場合は
底部６ａ部分を中心として金属振動棒４を矢印Ｘ方向及
び反矢印Ｘ方向に吸引（または反発）させて図３に示す
ように検出振動子３を矢印Ｘ方向及び反矢印Ｘ方向にた
わみ振動させる。
【００１５】ここで、振動工学的な条件を取り入れて正
確な被検査液体の粘度を知ることができる振動式粘度計
を得るには、最適な設計を行わなければならない。いま
図２に示す振動式粘度計における振動工学的なバネ定数
の等価回路は、図４に示すように現すことができる（図
３の場合の振動式粘度計でも同様である）。
確な被検査液体の粘度を知ることができる振動式粘度計
を得るには、最適な設計を行わなければならない。いま
図２に示す振動式粘度計における振動工学的なバネ定数
の等価回路は、図４に示すように現すことができる（図
３の場合の振動式粘度計でも同様である）。
【００１６】この図４の等価回路において、Ｊ1 は、駆
動振動子１の慣性モーメント（ｋｇｍ2 ） Ｊ2 は、検出振動子３の慣性モーメント（ｋｇｍ2 ） Ｋ1 は、金属振動棒４のＡ点（金属振動棒４の上端の駆
動振動子１への固定点）とＣ点（金属振動棒４を中空支
持パイプ６の底部６ａで支えた固定点）間のバネ定数
（ｍｋｇ／ｒａｄ）（図２及び図４参照） Ｋ2 は、金属振動棒４のＢ点（金属振動棒４の上端の駆
動振動子１への固定点）とＣ点（金属振動棒４を中空支
持パイプ６の底部６ａで支えた固定点）間のバネ定数
（ｍｋｇ／ｒａｄ）（図２及び図４参照） Ｋ3 は、Ｃ点（上記Ｃ点と同じで、中空支持パイプ６の
底部６ａ金属振動棒４を固定したときの固定点）とＤ点
（中空支持パイプ６の上端部を固定側支持部５に固定し
たときの固定点）間のバネ定数（ｍｋｇ／ｒａｄ）（図
２及び図４参照） ｆは、電磁石２2 及び電磁石２1 による駆動力 ｌ1 ，ｌ2 ，ｌ3 は、各々上記ＡＣ，ＢＣ，ＣＤ間の長
さ
動振動子１の慣性モーメント（ｋｇｍ2 ） Ｊ2 は、検出振動子３の慣性モーメント（ｋｇｍ2 ） Ｋ1 は、金属振動棒４のＡ点（金属振動棒４の上端の駆
動振動子１への固定点）とＣ点（金属振動棒４を中空支
持パイプ６の底部６ａで支えた固定点）間のバネ定数
（ｍｋｇ／ｒａｄ）（図２及び図４参照） Ｋ2 は、金属振動棒４のＢ点（金属振動棒４の上端の駆
動振動子１への固定点）とＣ点（金属振動棒４を中空支
持パイプ６の底部６ａで支えた固定点）間のバネ定数
（ｍｋｇ／ｒａｄ）（図２及び図４参照） Ｋ3 は、Ｃ点（上記Ｃ点と同じで、中空支持パイプ６の
底部６ａ金属振動棒４を固定したときの固定点）とＤ点
（中空支持パイプ６の上端部を固定側支持部５に固定し
たときの固定点）間のバネ定数（ｍｋｇ／ｒａｄ）（図
２及び図４参照） ｆは、電磁石２2 及び電磁石２1 による駆動力 ｌ1 ，ｌ2 ，ｌ3 は、各々上記ＡＣ，ＢＣ，ＣＤ間の長
さ
【００１７】図５を参照して、金属振動棒４の直径を２
ａとし、図６を参照して、中空支持パイプ６の外径を２
ａ1 、内径を２ａ2 とすると、金属振動棒４のＡＣ間の
バネ定数（ｍｋｇ／ｒａｄ）：Ｋ1 は次式のように現
すことができる。 Ｋ1 ＝πＧａ4 ／２ｌ1 （ｍｋｇ／ｒａｄ） ・・・ 但し、Ｇ：ずれ弾性率
ａとし、図６を参照して、中空支持パイプ６の外径を２
ａ1 、内径を２ａ2 とすると、金属振動棒４のＡＣ間の
バネ定数（ｍｋｇ／ｒａｄ）：Ｋ1 は次式のように現
すことができる。 Ｋ1 ＝πＧａ4 ／２ｌ1 （ｍｋｇ／ｒａｄ） ・・・ 但し、Ｇ：ずれ弾性率
【００１８】金属振動棒４のＢＣ間のバネ定数（ｍｋｇ
／ｒａｄ）：Ｋ2 は次式のように現すことができる。 Ｋ2 ＝πＧａ4 ／２ｌ2 （ｍｋｇ／ｒａｄ） ・・・
／ｒａｄ）：Ｋ2 は次式のように現すことができる。 Ｋ2 ＝πＧａ4 ／２ｌ2 （ｍｋｇ／ｒａｄ） ・・・
【００１９】中空支持パイプＣＤ間のバネ定数（ｍｋｇ
／ｒａｄ）：Ｋ3 は次式のように現すことができる。 Ｋ3 ＝πＧ（ａ1 4−ａ2 4）／２ｌ3 （ｍｋｇ／ｒａｄ） ・・・
／ｒａｄ）：Ｋ3 は次式のように現すことができる。 Ｋ3 ＝πＧ（ａ1 4−ａ2 4）／２ｌ3 （ｍｋｇ／ｒａｄ） ・・・
【００２０】図４の等価回路は、図７に示す等価回路に
置き換えることができるから、 Ｋ＝Ｋ1 Ｋ3 ／（Ｋ1 ＋Ｋ3 ） ・・・ である。
置き換えることができるから、 Ｋ＝Ｋ1 Ｋ3 ／（Ｋ1 ＋Ｋ3 ） ・・・ である。
【００２１】本発明に示したような構造の振動式粘度計
において正確な粘度を得るために安定的な共振状態を得
るためには、次式 Ｋ2 ／Ｊ2 ＝Ｋ／Ｊ1 ・・・ が成立するときである。
において正確な粘度を得るために安定的な共振状態を得
るためには、次式 Ｋ2 ／Ｊ2 ＝Ｋ／Ｊ1 ・・・ が成立するときである。
【００２２】従って、２つの振動子１と３の慣性モーメ
ントＪ1 ，Ｊ2 は、バネ定数Ｋ1 ，Ｋ2 ，Ｋ3 との間に
次式 Ｊ1 ／Ｊ2 ＝（１／Ｋ2 ）・｛（Ｋ1 Ｋ3 ）／（Ｋ1 ＋Ｋ3 ）｝ ・・・ が成立していなければ、安定な共振状態が得られない。
ントＪ1 ，Ｊ2 は、バネ定数Ｋ1 ，Ｋ2 ，Ｋ3 との間に
次式 Ｊ1 ／Ｊ2 ＝（１／Ｋ2 ）・｛（Ｋ1 Ｋ3 ）／（Ｋ1 ＋Ｋ3 ）｝ ・・・ が成立していなければ、安定な共振状態が得られない。
【００２３】よって本発明の振動式粘度計では、安定な
共振状態が得られ、正確な被検査液体の粘度を測定でき
るようにするために、駆動振動子１の慣性モーメントを
Ｊ1（Ｋｇｍｓ2 ）、検出振動子３の慣性モーメントを
Ｊ2 （Ｋｇｍｓ2 ）とするとき、式 Ｊ1 ／Ｊ2 ＝（１／Ｋ2 ）・｛（Ｋ1 Ｋ3 ）／（Ｋ1 ＋Ｋ3 ）｝ ・・・ 但し、Ｋ1 ：駆動振動子１位置から中空支持パイプ６間
のバネ定数（ｍｋｇ／ｒａｄ） Ｋ2 ：検出振動子３位置から中空支持パイプ６間のバネ
定数（ｍｋｇ／ｒａｄ） Ｋ3 ：固定側支持部５位置から中空支持パイプ６間のバ
ネ定数（ｍｋｇ／ｒａｄ） を満足するように各部のバネ定数を定めた設計構成を行
っている。
共振状態が得られ、正確な被検査液体の粘度を測定でき
るようにするために、駆動振動子１の慣性モーメントを
Ｊ1（Ｋｇｍｓ2 ）、検出振動子３の慣性モーメントを
Ｊ2 （Ｋｇｍｓ2 ）とするとき、式 Ｊ1 ／Ｊ2 ＝（１／Ｋ2 ）・｛（Ｋ1 Ｋ3 ）／（Ｋ1 ＋Ｋ3 ）｝ ・・・ 但し、Ｋ1 ：駆動振動子１位置から中空支持パイプ６間
のバネ定数（ｍｋｇ／ｒａｄ） Ｋ2 ：検出振動子３位置から中空支持パイプ６間のバネ
定数（ｍｋｇ／ｒａｄ） Ｋ3 ：固定側支持部５位置から中空支持パイプ６間のバ
ネ定数（ｍｋｇ／ｒａｄ） を満足するように各部のバネ定数を定めた設計構成を行
っている。
【００２４】尚、本発明のような振動式粘度計におい
て、被検査液中に浸潰して粘度を測定する検出振動子３
と、振動を発生する電磁石２1 、２2 に対向して磁性体
によって作られた駆動振動子１を両端に固定した金属振
動棒４があるような時、この振動系を測定器（粘度計）
のケース等の固定側支持部５に保持して安定な共振状態
を得るための構造とするには、必ず上式が成立しなけ
ればならず、この式が成立していない従来の粘度計で
は正確な粘度計測が行えない。安定な共振状態とは、駆
動力ｆが最も小さい状態で共振を持続し、しかも固定端
としてのケース本体などの固定側支持部５に振動のエネ
ルギーが伝わらない状態である。
て、被検査液中に浸潰して粘度を測定する検出振動子３
と、振動を発生する電磁石２1 、２2 に対向して磁性体
によって作られた駆動振動子１を両端に固定した金属振
動棒４があるような時、この振動系を測定器（粘度計）
のケース等の固定側支持部５に保持して安定な共振状態
を得るための構造とするには、必ず上式が成立しなけ
ればならず、この式が成立していない従来の粘度計で
は正確な粘度計測が行えない。安定な共振状態とは、駆
動力ｆが最も小さい状態で共振を持続し、しかも固定端
としてのケース本体などの固定側支持部５に振動のエネ
ルギーが伝わらない状態である。
【００２５】また各振動子１、３、振動棒４は、必ず金
属でなければならない。従来、これらの材質にプラスチ
ックでも良い、と説明してあるような振動式粘度計で
は、正確な粘度計測が行えず、実用に適さない。それは
プラスチック等の材料の場合には、温度係数が大きく、
不安定であるために使用に適さないからである。従って
従来の振動式粘度計では正確な被検査液の年度を知るこ
とができないでいた。
属でなければならない。従来、これらの材質にプラスチ
ックでも良い、と説明してあるような振動式粘度計で
は、正確な粘度計測が行えず、実用に適さない。それは
プラスチック等の材料の場合には、温度係数が大きく、
不安定であるために使用に適さないからである。従って
従来の振動式粘度計では正確な被検査液の年度を知るこ
とができないでいた。
【００２６】金属振動棒４を保持する中空支持パイプ６
のバネ定数Ｋ3 は、図１の構成では、Ｋ3 ＞Ｋ1 とな
る。そこで、現実的には、２Ｋ1 ≦Ｋ3 ≦５Ｋ1 とする
のが望ましい。
のバネ定数Ｋ3 は、図１の構成では、Ｋ3 ＞Ｋ1 とな
る。そこで、現実的には、２Ｋ1 ≦Ｋ3 ≦５Ｋ1 とする
のが望ましい。
【００２７】本発明の実施例では、捩じれ振動を与える
ために、磁性体でできた駆動振動子１と２つの電磁石２
1 、２2 を用いているが、これに限らず、他の方法によ
って捩じれ振動を発生させても良く、また図３に示すよ
うにたわみ振動であっても、金属振動棒４に縦振動を発
生させた縦振動であってもよい。
ために、磁性体でできた駆動振動子１と２つの電磁石２
1 、２2 を用いているが、これに限らず、他の方法によ
って捩じれ振動を発生させても良く、また図３に示すよ
うにたわみ振動であっても、金属振動棒４に縦振動を発
生させた縦振動であってもよい。
【００２８】
【効果】本発明のような駆動振動子と、該駆動振動子に
振動を与える電磁石と、上記駆動振動子に一端が固定さ
れ且つ他端に被検査液体に浸潰される検出振動子を固定
した金属振動棒と、一端が固定側支持部に固定され且つ
他端が金属振動棒を支持又は固定した弾性体を有する振
動式粘度計によれば、複雑な構造に設計する事無く、各
部構成を振動工学に基づいて、駆動振動子の慣性モーメ
ントをＪ1 （Ｋｇｍｓ2 ）、検出振動子の慣性モーメン
トをＪ2 （Ｋｇｍｓ2 ）とするとき、下記式 Ｊ1 ／Ｊ2 ＝（１／Ｋ2 ）・｛（Ｋ1 Ｋ3 ）／（Ｋ1 ＋
Ｋ3 ）｝ 但し、Ｋ1 ：駆動振動子１位置から弾性体６間のバネ定
数（ｍｋｇ／ｒａｄ） Ｋ2 ：検出振動子３位置から弾性体６間のバネ定数（ｍ
ｋｇ／ｒａｄ） Ｋ3 ：固定側支持部５位置から弾性体６間のバネ定数
（ｍｋｇ／ｒａｄ） を満足するように各部のバネ定数を定めて設計構成する
のみで、極めて精度の良いものが得られるため、その製
造並びに価格的にも有利に構成できる。
振動を与える電磁石と、上記駆動振動子に一端が固定さ
れ且つ他端に被検査液体に浸潰される検出振動子を固定
した金属振動棒と、一端が固定側支持部に固定され且つ
他端が金属振動棒を支持又は固定した弾性体を有する振
動式粘度計によれば、複雑な構造に設計する事無く、各
部構成を振動工学に基づいて、駆動振動子の慣性モーメ
ントをＪ1 （Ｋｇｍｓ2 ）、検出振動子の慣性モーメン
トをＪ2 （Ｋｇｍｓ2 ）とするとき、下記式 Ｊ1 ／Ｊ2 ＝（１／Ｋ2 ）・｛（Ｋ1 Ｋ3 ）／（Ｋ1 ＋
Ｋ3 ）｝ 但し、Ｋ1 ：駆動振動子１位置から弾性体６間のバネ定
数（ｍｋｇ／ｒａｄ） Ｋ2 ：検出振動子３位置から弾性体６間のバネ定数（ｍ
ｋｇ／ｒａｄ） Ｋ3 ：固定側支持部５位置から弾性体６間のバネ定数
（ｍｋｇ／ｒａｄ） を満足するように各部のバネ定数を定めて設計構成する
のみで、極めて精度の良いものが得られるため、その製
造並びに価格的にも有利に構成できる。
【図１】 本発明の第１実施例の振動式粘度計の主要部
を示す外観斜視図である。
を示す外観斜視図である。
【図２】 同振動式粘度計の正面図である。
【図３】 はたわみ振動を発生させるようにした本発明
の第２実施例を示す同振動式粘度計の縦断面図である。
の第２実施例を示す同振動式粘度計の縦断面図である。
【図４】 第１及び第２実施例における振動式粘度計に
おける振動工学的なバネ定数の等価回路である。
おける振動工学的なバネ定数の等価回路である。
【図５】 金属振動棒の寸法を説明するための図面であ
る。
る。
【図６】 中空支持パイプの寸法を説明するための図面
である。
である。
【図７】 図４の等価回路を示す図面である。
１ 駆動振動子 ２1 、２2 電磁石 ３ 検出振動子 ４ 金属振動棒４ ５ 固定側支持部 ６ 弾性体
Claims (1)
- 【請求項１】 駆動振動子（１）と、該駆動振動子
（１）に振動を与える電磁石（２1 ，２2 ）と、上記駆
動振動子（１）に一端が固定され且つ他端に被検査液体
に浸潰される検出振動子（３）を固定した金属振動棒
（４）と、一端が固定側支持部（５）に固定され且つ他
端が金属振動棒（４）を支持又は固定した弾性体（６）
を有し、駆動振動子（１）の慣性モーメントをＪ1 （Ｋ
ｇｍｓ2 ）、検出振動子（３）の慣性モーメントをＪ2
（Ｋｇｍｓ2 ）とするとき、下記式 Ｊ1 ／Ｊ2 ＝（１／Ｋ2 ）・｛（Ｋ1 Ｋ3 ）／（Ｋ1 ＋
Ｋ3 ）｝ 但し、Ｋ1 ：駆動振動子（１）位置から弾性体（６）間
のバネ定数（ｍｋｇ／ｒａｄ） Ｋ2 ：検出振動子（３）位置から弾性体（６）間のバネ
定数（ｍｋｇ／ｒａｄ） Ｋ3 ：固定側支持部（５）位置から弾性体（６）間のバ
ネ定数（ｍｋｇ／ｒａｄ） を満足するように各部のバネ定数を定めたことを特徴と
する振動式粘度計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33042296A JPH10160661A (ja) | 1996-11-26 | 1996-11-26 | 振動式粘度計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33042296A JPH10160661A (ja) | 1996-11-26 | 1996-11-26 | 振動式粘度計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10160661A true JPH10160661A (ja) | 1998-06-19 |
Family
ID=18232438
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33042296A Pending JPH10160661A (ja) | 1996-11-26 | 1996-11-26 | 振動式粘度計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10160661A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| PL71346Y1 (pl) * | 2018-05-25 | 2020-04-30 | Univ Medyczny Im Piastow Slaskich We Wroclawiu | Statyw obrotowy |
| CN114199724A (zh) * | 2021-11-15 | 2022-03-18 | 南昌大学 | 一种基于薄圆盘转子欠阻尼振动测量液体粘滞系数的方法 |
-
1996
- 1996-11-26 JP JP33042296A patent/JPH10160661A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| PL71346Y1 (pl) * | 2018-05-25 | 2020-04-30 | Univ Medyczny Im Piastow Slaskich We Wroclawiu | Statyw obrotowy |
| CN114199724A (zh) * | 2021-11-15 | 2022-03-18 | 南昌大学 | 一种基于薄圆盘转子欠阻尼振动测量液体粘滞系数的方法 |
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