JPH10267823A - 振動型粘度計 - Google Patents
振動型粘度計Info
- Publication number
- JPH10267823A JPH10267823A JP8890397A JP8890397A JPH10267823A JP H10267823 A JPH10267823 A JP H10267823A JP 8890397 A JP8890397 A JP 8890397A JP 8890397 A JP8890397 A JP 8890397A JP H10267823 A JPH10267823 A JP H10267823A
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- JP
- Japan
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- phase difference
- needle
- viscosity
- vibrator
- vibration
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 少量のサンプルしか得られない対象物でも、
簡便に粘度を測定できること。 【解決手段】 バイモルフ振動子の一方を駆動部とし、
他方を検出部とし、発振器から駆動部に与えられた入力
電圧と、検出部の出力電圧との位相差を取り出す位相差
検出器を備えた振動型粘度計において、振動子の先端に
ニードルを設けた振動型粘度計。
簡便に粘度を測定できること。 【解決手段】 バイモルフ振動子の一方を駆動部とし、
他方を検出部とし、発振器から駆動部に与えられた入力
電圧と、検出部の出力電圧との位相差を取り出す位相差
検出器を備えた振動型粘度計において、振動子の先端に
ニードルを設けた振動型粘度計。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、液体の粘度を測定
する粘度計に関する。特にバイモルフ振動子を用いた振
動型粘度計に関する。
する粘度計に関する。特にバイモルフ振動子を用いた振
動型粘度計に関する。
【０００２】
【従来の技術】液体の粘度を測定する粘度計としては、
従来から落球式粘度計、毛細管式粘度計、回転粘度計、
振動式粘度計等が知られている。このうち、振動式粘度
計は、液体中で平板を振動させて粘度を測定する方法で
ある。従来の振動式粘度計では、１枚の三角形状の圧電
バイモルフ振動子の先端に、薄い円形金属板を取り付け
て、位相差法により粘度を測定していた。
従来から落球式粘度計、毛細管式粘度計、回転粘度計、
振動式粘度計等が知られている。このうち、振動式粘度
計は、液体中で平板を振動させて粘度を測定する方法で
ある。従来の振動式粘度計では、１枚の三角形状の圧電
バイモルフ振動子の先端に、薄い円形金属板を取り付け
て、位相差法により粘度を測定していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前記従来の粘度計は、
測定原理及び測定部の素子の形状から、測定しようとす
る測定液量が、一定以上必要である。特に、従来の振動
式粘度計は、共振を起こす周波数領域を用いているため
に、一定量以上の測定液量を必要とした。例えば、最も
少なくて済む振動式でも１０ｍｌ以上必要である。本発
明が解決しようとする課題は、少量のサンプルしか得ら
れない対象物の場合でも、簡便に粘度を測定することが
できる粘度計を提供することにある。また、外温の変化
による影響の少ない粘度計を提供する。
測定原理及び測定部の素子の形状から、測定しようとす
る測定液量が、一定以上必要である。特に、従来の振動
式粘度計は、共振を起こす周波数領域を用いているため
に、一定量以上の測定液量を必要とした。例えば、最も
少なくて済む振動式でも１０ｍｌ以上必要である。本発
明が解決しようとする課題は、少量のサンプルしか得ら
れない対象物の場合でも、簡便に粘度を測定することが
できる粘度計を提供することにある。また、外温の変化
による影響の少ない粘度計を提供する。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の発明者等は、測
定液の量が最も少なくて済む振動式粘度測定に着目し
し、鋭意開発を進めた結果、本発明を完成するに至っ
た。即ち、本発明では、バイモルフ振動子の一方を駆動
部とし、他方を検出部とし、発振器から駆動部に与えら
れた入力電圧と、前記検出部の出力電圧との位相差を取
り出す位相差検出器を備えた振動型粘度計において、該
振動子の先端にニードルを設けた振動型粘度計を提供す
る。
定液の量が最も少なくて済む振動式粘度測定に着目し
し、鋭意開発を進めた結果、本発明を完成するに至っ
た。即ち、本発明では、バイモルフ振動子の一方を駆動
部とし、他方を検出部とし、発振器から駆動部に与えら
れた入力電圧と、前記検出部の出力電圧との位相差を取
り出す位相差検出器を備えた振動型粘度計において、該
振動子の先端にニードルを設けた振動型粘度計を提供す
る。
【０００５】
【発明の実施の形態】本発明の振動型粘度計では、１枚
の圧電バイモルフ振動子を、駆動と検出に兼用するため
に、弾性シム板を中心に２枚張り合わせたバイモルフ振
動子の一方を駆動部、他方を検出部として用いている。
この駆動部に、正弦波の一定電圧を付加して、バイモル
フ振動子を振動させる。圧電バイモルフ振動子に与えら
れた振動は、測定対象液に浸されているニードルに伝え
られる。バイモルフ振動子は、その液体の粘度と密度の
積に比例した粘性抵抗により駆動部の入力電圧と検出部
の出力電圧の間に位相差を生じる。この位相差の変化に
より液体の粘度を計測することができる。このため、本
発明では、駆動部の入力電圧と、検出部の出力電圧の位
相差を取り出す位相差検出器を設けている。また、発振
器からは、種々の周波数領域の振動を圧電バイモルフ振
動子（駆動側）に与えるようになっている。圧電バイモ
ルフ振動子（検出側）にて検出された振動と、圧電バイ
モルフ振動子（駆動側）が与えている振動の位相のズレ
は、位相差計によって、表される。
の圧電バイモルフ振動子を、駆動と検出に兼用するため
に、弾性シム板を中心に２枚張り合わせたバイモルフ振
動子の一方を駆動部、他方を検出部として用いている。
この駆動部に、正弦波の一定電圧を付加して、バイモル
フ振動子を振動させる。圧電バイモルフ振動子に与えら
れた振動は、測定対象液に浸されているニードルに伝え
られる。バイモルフ振動子は、その液体の粘度と密度の
積に比例した粘性抵抗により駆動部の入力電圧と検出部
の出力電圧の間に位相差を生じる。この位相差の変化に
より液体の粘度を計測することができる。このため、本
発明では、駆動部の入力電圧と、検出部の出力電圧の位
相差を取り出す位相差検出器を設けている。また、発振
器からは、種々の周波数領域の振動を圧電バイモルフ振
動子（駆動側）に与えるようになっている。圧電バイモ
ルフ振動子（検出側）にて検出された振動と、圧電バイ
モルフ振動子（駆動側）が与えている振動の位相のズレ
は、位相差計によって、表される。
【０００６】種々の段階の粘度を持つシリコンオイルを
用いて測定したところ、４００Ｈｚの非共振周波数にお
いて粘度と密度の積の増加とともに位相差が曲線的に増
加しており粘度の計測が可能となった。
用いて測定したところ、４００Ｈｚの非共振周波数にお
いて粘度と密度の積の増加とともに位相差が曲線的に増
加しており粘度の計測が可能となった。
【０００７】また、本発明の振動型粘度計は、１次共振
周波数と２次共振周波数の間の非共振周波数帯（約３０
０Ｈｚ〜５００Ｈｚ）において、粘度と密度の積に比例
して正の相関を持つ平坦な特性が得られる。また、平坦
な特性部を使うため外温の影響を受けにくい特徴を持
つ。
周波数と２次共振周波数の間の非共振周波数帯（約３０
０Ｈｚ〜５００Ｈｚ）において、粘度と密度の積に比例
して正の相関を持つ平坦な特性が得られる。また、平坦
な特性部を使うため外温の影響を受けにくい特徴を持
つ。
【０００８】
【実施例】以下に、本発明を図面を参照しながら、実施
例に基づいてより詳細に説明するが、本発明はこれに限
定されるものではない。
例に基づいてより詳細に説明するが、本発明はこれに限
定されるものではない。
【０００９】図１において、矩形バイモルフ振動子（長
さ４０ｍｍ、幅１６ｍｍ、厚さ０．５３ｍｍ）を二等辺
三角形に加工した三角型バイモルフ振動子を用い、幅の
広い一端を５ｍｍで支持台１に固定し、一方三角形の先
端には、液体中ですべり振動させるためのニードル（木
綿針）８を取付け、振動型粘度計とした。この際、ニー
ドルは、太さが０．７６ｍｍ一定で、長さ４０ｍｍのも
のを用い、この一端１０ｍｍをバイモルフの先端に固定
した。なお、ニードルを取り付けた状態での三角形バイ
モルフの１次と２次の共振周波数は、１８０Ｈｚと６６
５Ｈｚであった。１は支持台、２は圧電バイモルフ振動
子の駆動側、３は圧電バイモルフ振動子検出側、４は発
振器、５は位相差計、６は測定対象液容器、７はシリコ
ーンオイル、８はニードルである。
さ４０ｍｍ、幅１６ｍｍ、厚さ０．５３ｍｍ）を二等辺
三角形に加工した三角型バイモルフ振動子を用い、幅の
広い一端を５ｍｍで支持台１に固定し、一方三角形の先
端には、液体中ですべり振動させるためのニードル（木
綿針）８を取付け、振動型粘度計とした。この際、ニー
ドルは、太さが０．７６ｍｍ一定で、長さ４０ｍｍのも
のを用い、この一端１０ｍｍをバイモルフの先端に固定
した。なお、ニードルを取り付けた状態での三角形バイ
モルフの１次と２次の共振周波数は、１８０Ｈｚと６６
５Ｈｚであった。１は支持台、２は圧電バイモルフ振動
子の駆動側、３は圧電バイモルフ振動子検出側、４は発
振器、５は位相差計、６は測定対象液容器、７はシリコ
ーンオイル、８はニードルである。
【００１０】供試液体に浸すニードルの最適深さを調べ
るために、浸す深さに対する各粘度の入出力電圧の位相
差を調べた。ここでは、１次と２次の共振周波数のほぼ
中間の４００Ｈｚを駆動周波数とし、供試液体の粘度と
して、３０ｃＳ、３００ｃＳ、２０００ｃＳのシリコー
ンオイルを用いた。３０ｃＳ、３００ｃＳでは、ニード
ルの浸す深さに比例して、入力と出力電圧の位相差がほ
ぼ直線的に増加することがわかった。しかし、２０００
ｃＳでは、深さ７ｍｍまでは直線的に増加するが、それ
以上では飽和傾向をしめすことがわかった。この結果か
ら、ニードルを浸す深さは、約７ｍｍ以下が適当である
ことがわかった。
るために、浸す深さに対する各粘度の入出力電圧の位相
差を調べた。ここでは、１次と２次の共振周波数のほぼ
中間の４００Ｈｚを駆動周波数とし、供試液体の粘度と
して、３０ｃＳ、３００ｃＳ、２０００ｃＳのシリコー
ンオイルを用いた。３０ｃＳ、３００ｃＳでは、ニード
ルの浸す深さに比例して、入力と出力電圧の位相差がほ
ぼ直線的に増加することがわかった。しかし、２０００
ｃＳでは、深さ７ｍｍまでは直線的に増加するが、それ
以上では飽和傾向をしめすことがわかった。この結果か
ら、ニードルを浸す深さは、約７ｍｍ以下が適当である
ことがわかった。
【００１１】次に、ニードルの浸す深さを５ｍｍとし、
周波数に対する入力と出力電圧の位相差を調べた。その
結果、１次と２次での共振間の非共振周波数帯（約３０
０Ｈｚ〜５００Ｈｚ）でほぼ平坦な位相特性が得られる
ことがわかった。本発明によるニードルによる方が、円
形金属板による場合と比較して、非共振周波数帯で位相
差が大きく得られることがわかった。この帯域で周波数
を変化させても位相差の変化が比較的平坦な特性である
ことから、変化の急峻な共振周波数部に比べて、外的影
響、特に温度の影響を受けにくいことが判明した。
周波数に対する入力と出力電圧の位相差を調べた。その
結果、１次と２次での共振間の非共振周波数帯（約３０
０Ｈｚ〜５００Ｈｚ）でほぼ平坦な位相特性が得られる
ことがわかった。本発明によるニードルによる方が、円
形金属板による場合と比較して、非共振周波数帯で位相
差が大きく得られることがわかった。この帯域で周波数
を変化させても位相差の変化が比較的平坦な特性である
ことから、変化の急峻な共振周波数部に比べて、外的影
響、特に温度の影響を受けにくいことが判明した。
【００１２】圧電バイモルフ振動子は、弾性シム板を中
心に２枚張り合わせた振動子の一方を駆動部２、他方を
検出部３として用いている。発振器４からは、種々の周
波数領域の振動を圧電バイモルフ振動子（駆動側）２に
与えるようになっている。圧電バイモルフ振動子に与え
られた振動は、測定対象液に浸されているニードル８に
伝えられる。圧電バイモルフ振動子（検出側）３にて検
出された振動と、圧電バイモルフ振動子（駆動側）２が
与えている振動の位相のズレは、位相差計５によって、
表される。
心に２枚張り合わせた振動子の一方を駆動部２、他方を
検出部３として用いている。発振器４からは、種々の周
波数領域の振動を圧電バイモルフ振動子（駆動側）２に
与えるようになっている。圧電バイモルフ振動子に与え
られた振動は、測定対象液に浸されているニードル８に
伝えられる。圧電バイモルフ振動子（検出側）３にて検
出された振動と、圧電バイモルフ振動子（駆動側）２が
与えている振動の位相のズレは、位相差計５によって、
表される。
【００１３】次に、振動周波数４００Ｈｚ、浸す深さを
５ｍｍとし、シリコーンオイルの粘度と密度の積に対す
る入出力電圧の位相差を調べた。その結果を図２に示
す。この結果、積の増加とともに、入出力電圧の位相差
が曲線的に増加しており、液体の粘度計測が可能である
ことがわかった。
５ｍｍとし、シリコーンオイルの粘度と密度の積に対す
る入出力電圧の位相差を調べた。その結果を図２に示
す。この結果、積の増加とともに、入出力電圧の位相差
が曲線的に増加しており、液体の粘度計測が可能である
ことがわかった。
【００１４】
【発明の効果】本発明の振動型粘度計は、バイモルフの
先端にニードルを用いているので、非共振周波数帯でも
入出力電圧の位相差が大きくとれ、かつ平坦な特性を持
つので、ニードルによる粘度計測が可能である。また、
本発明の振動型粘度計は、検出部が、ニードルであり、
装置が簡略で、非共振周波数帯で測定を行うので測定液
がごく少量でよく、外温の影響を受けにくい。
先端にニードルを用いているので、非共振周波数帯でも
入出力電圧の位相差が大きくとれ、かつ平坦な特性を持
つので、ニードルによる粘度計測が可能である。また、
本発明の振動型粘度計は、検出部が、ニードルであり、
装置が簡略で、非共振周波数帯で測定を行うので測定液
がごく少量でよく、外温の影響を受けにくい。
【図１】 本発明の一実施例である共振型粘度形の配置
概念図。
概念図。
【図２】 本発明の一実施例である共振型粘度形におけ
る、粘度と密度の積に対する入出力位相差の関係を示す
図。
る、粘度と密度の積に対する入出力位相差の関係を示す
図。
１ 指示台、 ２ 圧電バイモルフ振動子の駆動側、 ３ 圧電バイモルフ振動子検出側、 ４ 発振器、 ５ 位相差計、 ６ 測定対象液容器、 ７ シリコーンオイル、 ８ ニードル
Claims (1)
- 【請求項１】 バイモルフ振動子の一方を駆動部とし、
他方を検出部とし、発振器から駆動部に与えられた入力
電圧と、前記検出部の出力電圧との位相差を取り出す位
相差検出器を備えた振動型粘度計において、該振動子の
先端にニードルを設けたことを特徴とする振動型粘度
計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8890397A JPH10267823A (ja) | 1997-03-24 | 1997-03-24 | 振動型粘度計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8890397A JPH10267823A (ja) | 1997-03-24 | 1997-03-24 | 振動型粘度計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10267823A true JPH10267823A (ja) | 1998-10-09 |
Family
ID=13955919
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8890397A Withdrawn JPH10267823A (ja) | 1997-03-24 | 1997-03-24 | 振動型粘度計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10267823A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003042924A (ja) * | 2001-07-31 | 2003-02-13 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 粘度を測定するための方法及び装置 |
-
1997
- 1997-03-24 JP JP8890397A patent/JPH10267823A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003042924A (ja) * | 2001-07-31 | 2003-02-13 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 粘度を測定するための方法及び装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20040601 |