JPH1096687A - 粘性測定装置 - Google Patents
粘性測定装置Info
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- JPH1096687A JPH1096687A JP25266096A JP25266096A JPH1096687A JP H1096687 A JPH1096687 A JP H1096687A JP 25266096 A JP25266096 A JP 25266096A JP 25266096 A JP25266096 A JP 25266096A JP H1096687 A JPH1096687 A JP H1096687A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】簡単な構成で液体の粘性を測定できるとともに
測定結果を電気信号として出力することができる粘性測
定装置を提供する。 【解決手段】ねじり変形可能な棒体１の一部が測定対象
の液体Ａ中に浸漬され、モータ２により回動される。棒
体１と一体に回動する一対の円板３1 ，３2 の周面に
は、多数の反射板４が等間隔で列設されている。投光部
５1 ，５2 から各円板３1 ，３2 の周面に投光されたレ
ーザ光の上記反射板４で反射される反射光がそれぞれ受
光部６1 ，６2 で受光される。モータ２で棒体１を一定
速度で回動させると、液体Ａの粘性抵抗によるせん断力
（トルク）が発生し、棒体１が中心軸Ｚ方向にねじれ
る。ゲート部７において受光部６1 ，６2 から出力され
るパルス信号の論理和をとれば、ゲート部７の出力パル
ス信号のパルス幅がねじれ角θに比例するので、液体Ａ
の粘度（粘性）が測定できる。
測定結果を電気信号として出力することができる粘性測
定装置を提供する。 【解決手段】ねじり変形可能な棒体１の一部が測定対象
の液体Ａ中に浸漬され、モータ２により回動される。棒
体１と一体に回動する一対の円板３1 ，３2 の周面に
は、多数の反射板４が等間隔で列設されている。投光部
５1 ，５2 から各円板３1 ，３2 の周面に投光されたレ
ーザ光の上記反射板４で反射される反射光がそれぞれ受
光部６1 ，６2 で受光される。モータ２で棒体１を一定
速度で回動させると、液体Ａの粘性抵抗によるせん断力
（トルク）が発生し、棒体１が中心軸Ｚ方向にねじれ
る。ゲート部７において受光部６1 ，６2 から出力され
るパルス信号の論理和をとれば、ゲート部７の出力パル
ス信号のパルス幅がねじれ角θに比例するので、液体Ａ
の粘度（粘性）が測定できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、液体の粘性を測定
する粘性測定装置に関するものである。
する粘性測定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、液体の粘性を測定する粘性測
定装置として、種々の方式のものが提案されている（特
開昭５３−９５６８０号、特開昭５１−１５１１６９
号、特開昭５３−１２５０８５号、特開平３−１６２６
４８号並びに特開平４−３４６０５６号の各公報等参
照）。
定装置として、種々の方式のものが提案されている（特
開昭５３−９５６８０号、特開昭５１−１５１１６９
号、特開昭５３−１２５０８５号、特開平３−１６２６
４８号並びに特開平４−３４６０５６号の各公報等参
照）。
【０００３】図９は従来の粘性測定装置の一例を示し、
測定対象の液体Ａ中に浸漬される略円柱状のロータ２０
と、ロータ２０より突設されたロータ軸２０ａの先端に
一端が固定されるコイルばね２１と、一端側にコイルば
ね２１の他端が固定されるとともに他端側にモータ２２
が取り付けられた駆動軸２３と、駆動軸２３に取着され
モータ２２により駆動軸２３と一体に回転させられる円
形の目盛板２４と、基部がロータ軸２０ａに固定される
とともに先端部が目盛板２４の表面に記された目盛りを
指し示すように設けられる指針２５とを備えている。
測定対象の液体Ａ中に浸漬される略円柱状のロータ２０
と、ロータ２０より突設されたロータ軸２０ａの先端に
一端が固定されるコイルばね２１と、一端側にコイルば
ね２１の他端が固定されるとともに他端側にモータ２２
が取り付けられた駆動軸２３と、駆動軸２３に取着され
モータ２２により駆動軸２３と一体に回転させられる円
形の目盛板２４と、基部がロータ軸２０ａに固定される
とともに先端部が目盛板２４の表面に記された目盛りを
指し示すように設けられる指針２５とを備えている。
【０００４】すなわち、モータ２２により駆動軸２３を
定速回転させると、液体Ａ中に浸漬されているロータ２
０も同じ速度で回転するのであるが、ロータ２０には液
体Ａの粘性抵抗によって抵抗トルクがはたらき、ロータ
軸２０ａと駆動軸２３の間に介在するコイルばね２１が
抵抗トルクに平衡するまでねじれることになる。ここ
で、指針２５の基部がロータ軸２０ａに固定されてお
り、指針２５の先端の位置が目盛板２４に対して上記抵
抗トルクに比例した量だけずれるため、指針２５の示度
は液体Ａの粘度に比例した値となる。
定速回転させると、液体Ａ中に浸漬されているロータ２
０も同じ速度で回転するのであるが、ロータ２０には液
体Ａの粘性抵抗によって抵抗トルクがはたらき、ロータ
軸２０ａと駆動軸２３の間に介在するコイルばね２１が
抵抗トルクに平衡するまでねじれることになる。ここ
で、指針２５の基部がロータ軸２０ａに固定されてお
り、指針２５の先端の位置が目盛板２４に対して上記抵
抗トルクに比例した量だけずれるため、指針２５の示度
は液体Ａの粘度に比例した値となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来装
置においては、液体Ａの粘度を読み取るための目盛板２
４を回転させているため、指針２５が指示する目盛板２
４の目盛値が読み取り難く、また、測定した結果を電気
信号として出力することができず、測定結果を他の用途
に応用しずらいという問題があった。
置においては、液体Ａの粘度を読み取るための目盛板２
４を回転させているため、指針２５が指示する目盛板２
４の目盛値が読み取り難く、また、測定した結果を電気
信号として出力することができず、測定結果を他の用途
に応用しずらいという問題があった。
【０００６】本発明は上記問題点の解決を目的とするも
のであり、簡単な構成で液体の粘性を測定できるととも
に測定結果を電気信号として出力することができる粘性
測定装置を提供しようとするものである。
のであり、簡単な構成で液体の粘性を測定できるととも
に測定結果を電気信号として出力することができる粘性
測定装置を提供しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、上記
目的を達成するために、ねじり変形が可能であって測定
対象の液体中に一部が浸漬される棒体と、この棒体を長
手方向の中心軸の周りに回動させる回動手段と、棒体の
液体中に浸漬されていない部位のねじれ角を検出する検
出手段とを備え、検出したねじれ角から測定対象の液体
の粘性に比例したトルクを測定して成ることを特徴と
し、簡単な構成で液体の粘性を測定できるとともに測定
結果を電気信号として出力することができる。
目的を達成するために、ねじり変形が可能であって測定
対象の液体中に一部が浸漬される棒体と、この棒体を長
手方向の中心軸の周りに回動させる回動手段と、棒体の
液体中に浸漬されていない部位のねじれ角を検出する検
出手段とを備え、検出したねじれ角から測定対象の液体
の粘性に比例したトルクを測定して成ることを特徴と
し、簡単な構成で液体の粘性を測定できるとともに測定
結果を電気信号として出力することができる。
【０００８】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、棒体の液体中に浸漬されていない部位に所定の距離
だけ離間して並設されるとともに棒体と一体に回動する
一対の円板と、各円板にレーザ光を投光する投光部と、
各円板の回動速度に応じた周期で強弱が現れる反射光を
それぞれ受光する受光部と、受光部で受光した各反射光
間の位相ずれを求めるゲート部とで検出手段を構成した
ことを特徴とし、棒体のねじれ角の変化が容易に測定で
きる。
て、棒体の液体中に浸漬されていない部位に所定の距離
だけ離間して並設されるとともに棒体と一体に回動する
一対の円板と、各円板にレーザ光を投光する投光部と、
各円板の回動速度に応じた周期で強弱が現れる反射光を
それぞれ受光する受光部と、受光部で受光した各反射光
間の位相ずれを求めるゲート部とで検出手段を構成した
ことを特徴とし、棒体のねじれ角の変化が容易に測定で
きる。
【０００９】請求項３の発明は、上記目的を達成するた
めに、磁性体により板状に形成され、一端側で片持ち支
持されるとともに他端側の一部が測定対象の液体中に浸
漬される振動板と、交番磁界を印加することで振動板に
一定周期の往復振動をさせる電磁石手段と、往復振動す
る振動板の変位を検出する位置検出手段とを備え、検出
した振動板の変位量から液体の粘性を求めることを特徴
とし、簡単な構成で液体の粘性を測定できるとともに測
定結果を電気信号として出力することができる。しか
も、従来例のような回転モータが不要であるから、小型
化が可能となる。
めに、磁性体により板状に形成され、一端側で片持ち支
持されるとともに他端側の一部が測定対象の液体中に浸
漬される振動板と、交番磁界を印加することで振動板に
一定周期の往復振動をさせる電磁石手段と、往復振動す
る振動板の変位を検出する位置検出手段とを備え、検出
した振動板の変位量から液体の粘性を求めることを特徴
とし、簡単な構成で液体の粘性を測定できるとともに測
定結果を電気信号として出力することができる。しか
も、従来例のような回転モータが不要であるから、小型
化が可能となる。
【００１０】
（実施形態１）図１は本実施形態を示す概略構成図であ
り、ねじり変形が可能であって測定対象の液体Ａ中に一
部が浸漬される棒体１と、棒体１の一端側に取着されて
棒体１を長手方向の中心軸Ｚの周りに回動させるモータ
２と、棒体１の液体Ａ中に浸漬されていない部位に所定
の距離だけ離間して並設されるとともに棒体１と一体に
回動する一対の円板３1 ，３2 と、各円板３1 ，３2 の
周面に等間隔で付設される反射板４…と、各円板３1 ，
３2 の周面にレーザ光を投光する投光部５1 ，５ 2 と、
各円板３1 ，３2 の周面に付設された反射板４…で反射
される反射光をそれぞれ受光するフォトセルのような受
光部６1 ，６2 と、受光部６1 ，６2 で受光した各反射
光間の位相ずれに応じたパルス幅を有するパルス信号を
出力するゲート部７と、ゲート部７からのパルス信号の
パルス幅を計算し基準値と比較して得られる結果を電気
信号として出力する計算機出力装置８とを備えている。
なお、液体Ａ中に浸漬されている棒体１の先端部には、
棒体１にはたらく液体Ａの粘性抵抗を大きくするため
に、矩形のプロペラ板１ａが取り付けてある。
り、ねじり変形が可能であって測定対象の液体Ａ中に一
部が浸漬される棒体１と、棒体１の一端側に取着されて
棒体１を長手方向の中心軸Ｚの周りに回動させるモータ
２と、棒体１の液体Ａ中に浸漬されていない部位に所定
の距離だけ離間して並設されるとともに棒体１と一体に
回動する一対の円板３1 ，３2 と、各円板３1 ，３2 の
周面に等間隔で付設される反射板４…と、各円板３1 ，
３2 の周面にレーザ光を投光する投光部５1 ，５ 2 と、
各円板３1 ，３2 の周面に付設された反射板４…で反射
される反射光をそれぞれ受光するフォトセルのような受
光部６1 ，６2 と、受光部６1 ，６2 で受光した各反射
光間の位相ずれに応じたパルス幅を有するパルス信号を
出力するゲート部７と、ゲート部７からのパルス信号の
パルス幅を計算し基準値と比較して得られる結果を電気
信号として出力する計算機出力装置８とを備えている。
なお、液体Ａ中に浸漬されている棒体１の先端部には、
棒体１にはたらく液体Ａの粘性抵抗を大きくするため
に、矩形のプロペラ板１ａが取り付けてある。
【００１１】次に図２〜図４を参照して本実施形態の粘
性測定動作を説明する。図２に示すようにモータ２によ
って棒体１を一定の速度で回動させると、液体Ａによる
粘性抵抗のために、棒体１の液体Ａ中に浸漬されている
部分と液体Ａの外にある部分との間で回動に対する抵抗
力に差が生じ、この抵抗力の差によって棒体１にはせん
断力（トルク）が発生する。そして、このせん断力によ
り棒体１が中心軸Ｚ方向にねじれる。
性測定動作を説明する。図２に示すようにモータ２によ
って棒体１を一定の速度で回動させると、液体Ａによる
粘性抵抗のために、棒体１の液体Ａ中に浸漬されている
部分と液体Ａの外にある部分との間で回動に対する抵抗
力に差が生じ、この抵抗力の差によって棒体１にはせん
断力（トルク）が発生する。そして、このせん断力によ
り棒体１が中心軸Ｚ方向にねじれる。
【００１２】ここで、棒体１のねじれによるねじれ角θ
（図３参照）と、せん断力（トルク）Ｔとの間には下記
の式１に示す関係が成立する。
（図３参照）と、せん断力（トルク）Ｔとの間には下記
の式１に示す関係が成立する。
【００１３】
【式１】
【００１４】したがって、棒体１のねじれ角θを検出す
れば、上記式１からトルクＴを求めることができ、液体
Ａの粘性と相関関係のあるトルクＴを求めることで液体
Ａの粘性（粘度）を間接的に検出できるのである。ここ
で、ねじれ角θは以下のようにして検出することができ
る。各円板３1 ，３2 の周面には多数の反射板４…が等
間隔で列設されているため、投光部５1 ，５2 からのレ
ーザ光が反射板４…で反射された反射光が受光部６ 1 ，
６2 において受光される。その結果、受光部６1 ，６2
からは図４（ａ）（ｂ）に示すような円板３1 ，３2 の
回転速度に応じた周期を有するパルス信号が出力され
る。
れば、上記式１からトルクＴを求めることができ、液体
Ａの粘性と相関関係のあるトルクＴを求めることで液体
Ａの粘性（粘度）を間接的に検出できるのである。ここ
で、ねじれ角θは以下のようにして検出することができ
る。各円板３1 ，３2 の周面には多数の反射板４…が等
間隔で列設されているため、投光部５1 ，５2 からのレ
ーザ光が反射板４…で反射された反射光が受光部６ 1 ，
６2 において受光される。その結果、受光部６1 ，６2
からは図４（ａ）（ｂ）に示すような円板３1 ，３2 の
回転速度に応じた周期を有するパルス信号が出力され
る。
【００１５】ところが、上述のように棒体１には液体Ａ
の粘性抵抗によるトルクＴがはたらき、しかも、一対の
円板３1 ，３2 が中心軸Ｚに沿って所定距離だけ離間さ
れているため、各円板３1 ，３2 に対応する受光部
６1 ，６2 から出力されるパルス信号に位相ずれが生じ
る（図４（ａ）（ｂ）参照）。そこで、本実施形態で
は、ゲート部７において受光部６1 ，６2 から出力され
るパルス信号の論理和をとることにより、図４（ｃ）に
示すような上記位相ずれに応じたパルス信号を出力して
おり、ゲート部７から出力されるパルス信号のパルス幅
がねじれ角θに比例する。
の粘性抵抗によるトルクＴがはたらき、しかも、一対の
円板３1 ，３2 が中心軸Ｚに沿って所定距離だけ離間さ
れているため、各円板３1 ，３2 に対応する受光部
６1 ，６2 から出力されるパルス信号に位相ずれが生じ
る（図４（ａ）（ｂ）参照）。そこで、本実施形態で
は、ゲート部７において受光部６1 ，６2 から出力され
るパルス信号の論理和をとることにより、図４（ｃ）に
示すような上記位相ずれに応じたパルス信号を出力して
おり、ゲート部７から出力されるパルス信号のパルス幅
がねじれ角θに比例する。
【００１６】よって、計算機出力装置８においてゲート
部７の出力パルス信号のパルス幅を計算することで液体
Ａの粘性（粘度）を求め、必要に応じて表示装置などに
測定結果を表示させることができる。上述のように本実
施形態によれば、測定対象の液体Ａ中に先端部分が浸漬
された棒体１をモータ２により一定速度で回動させ、棒
体１の回動に伴って液体Ａの粘性抵抗により生じる棒体
１のねじれ角θを検出することによって、液体Ａの粘性
を簡単な構成で測定することができる。また、測定結果
はゲート部７から電気信号（パルス信号）として出力さ
れるため、別の計器などに測定結果を表示するようにす
れば、従来例のように回転する目盛板２４の目盛りを読
み取るような手間がいらず、測定値の読み取りが容易に
なる。しかも、測定結果を電気信号で出力することで、
測定結果を他の用途に容易に利用することもできるとい
う利点がある。
部７の出力パルス信号のパルス幅を計算することで液体
Ａの粘性（粘度）を求め、必要に応じて表示装置などに
測定結果を表示させることができる。上述のように本実
施形態によれば、測定対象の液体Ａ中に先端部分が浸漬
された棒体１をモータ２により一定速度で回動させ、棒
体１の回動に伴って液体Ａの粘性抵抗により生じる棒体
１のねじれ角θを検出することによって、液体Ａの粘性
を簡単な構成で測定することができる。また、測定結果
はゲート部７から電気信号（パルス信号）として出力さ
れるため、別の計器などに測定結果を表示するようにす
れば、従来例のように回転する目盛板２４の目盛りを読
み取るような手間がいらず、測定値の読み取りが容易に
なる。しかも、測定結果を電気信号で出力することで、
測定結果を他の用途に容易に利用することもできるとい
う利点がある。
【００１７】（実施形態２）図５は本実施形態を示す概
略構成図であり、磁性体により板状に形成され、一端側
で片持ち支持されるとともに他端側の一部が測定対象の
液体Ａ中に浸漬される振動板１０と、交番磁界を印加す
ることで振動板１０に一定周期の往復振動をさせる電磁
石１１と、往復振動する振動板１０の変位を検出する位
置検出手段たるレーザ位置検出器１２と、レーザ位置検
出器１２からの位置検出データを交番磁界の交番周波数
でサンプリングするとともにその最大値を基準値と比較
して得られる結果を電気信号として出力する計算機出力
装置１３とを備えている。
略構成図であり、磁性体により板状に形成され、一端側
で片持ち支持されるとともに他端側の一部が測定対象の
液体Ａ中に浸漬される振動板１０と、交番磁界を印加す
ることで振動板１０に一定周期の往復振動をさせる電磁
石１１と、往復振動する振動板１０の変位を検出する位
置検出手段たるレーザ位置検出器１２と、レーザ位置検
出器１２からの位置検出データを交番磁界の交番周波数
でサンプリングするとともにその最大値を基準値と比較
して得られる結果を電気信号として出力する計算機出力
装置１３とを備えている。
【００１８】電磁石１１は、図６に示すように、一端部
において片持ち指示された略Ｌ形のコア１１ａと、コア
１１ａに巻回されたコイル１１ｂとで構成され、図示し
ない電源部から一定振幅の方形波電圧（周波数ω）が供
給されて駆動されることにより、交番磁界を発生させて
いる。ここで、コア１１ａの先端部分が振動板１０に対
向させてあるので、上記交番磁界によって振動板１０は
一定の角振動数ωで常に振動することになる。
において片持ち指示された略Ｌ形のコア１１ａと、コア
１１ａに巻回されたコイル１１ｂとで構成され、図示し
ない電源部から一定振幅の方形波電圧（周波数ω）が供
給されて駆動されることにより、交番磁界を発生させて
いる。ここで、コア１１ａの先端部分が振動板１０に対
向させてあるので、上記交番磁界によって振動板１０は
一定の角振動数ωで常に振動することになる。
【００１９】一方、レーザ位置検出器１２はレーザ光を
利用して対象物の位置（対象物まの距離）を検出するも
のであって、その構成は従来周知の構成を有するもので
あるから詳しい説明は省略する。以下、本実施形態の粘
性測定動作について説明する。電磁石１１により往復振
動させられている振動板１０は、その自由端側の一部が
液体Ａ中に浸漬されているため、液体Ａの粘性抵抗の影
響により空気中で振動する場合に比較して振幅が変化す
ることになる。したがって、レーザ位置検出器１２によ
り、往復振動する振動板１０の振幅を検出し、空気中で
往復振動した場合の振幅との比較により液体Ａの粘性
（粘度）を求めることができる。
利用して対象物の位置（対象物まの距離）を検出するも
のであって、その構成は従来周知の構成を有するもので
あるから詳しい説明は省略する。以下、本実施形態の粘
性測定動作について説明する。電磁石１１により往復振
動させられている振動板１０は、その自由端側の一部が
液体Ａ中に浸漬されているため、液体Ａの粘性抵抗の影
響により空気中で振動する場合に比較して振幅が変化す
ることになる。したがって、レーザ位置検出器１２によ
り、往復振動する振動板１０の振幅を検出し、空気中で
往復振動した場合の振幅との比較により液体Ａの粘性
（粘度）を求めることができる。
【００２０】具体的には、振動板１０の駆動力をＦT 、
液体Ａの粘性による抵抗をＦZ 、振動板１０の振動する
部分の抵抗力をＦM とすれば、下式の関係が成立する。 ＦT ＝ＦZ ＋ＦM ここで、振動板１０の速度の最大値をｖ0 、角振動数を
ω、液体Ａ中に浸漬されている部分の機械的インピーダ
ンスをＲZ 、液体Ａの外（空気中）の部分の機械的イン
ピーダンスをＲM とすれば、ＦZ とＦM はそれぞれ以下
のように表せる。
液体Ａの粘性による抵抗をＦZ 、振動板１０の振動する
部分の抵抗力をＦM とすれば、下式の関係が成立する。 ＦT ＝ＦZ ＋ＦM ここで、振動板１０の速度の最大値をｖ0 、角振動数を
ω、液体Ａ中に浸漬されている部分の機械的インピーダ
ンスをＲZ 、液体Ａの外（空気中）の部分の機械的イン
ピーダンスをＲM とすれば、ＦZ とＦM はそれぞれ以下
のように表せる。
【００２１】ＦZ ＝ＲZ ｖ0 ｅｘｐ（ｊωｔ） ＦM ＝ＲM ｖ0 ｅｘｐ（ｊωｔ） また、液体Ａの粘度をμ、密度をρ、表面積をＡとする
とＲZ は下式で示される。 ＲZ ＝Ａ（ωμρ／２）1/2 よって、駆動力ＦT は以下のように表せる。
とＲZ は下式で示される。 ＲZ ＝Ａ（ωμρ／２）1/2 よって、駆動力ＦT は以下のように表せる。
【００２２】 ＦT ＝｛Ａ（ωμρ／２）1/2 ＋ＲM ｝ｖ0 ｅｘｐ（ｊωｔ）…（ａ） 一方、空気中では粘性抵抗ＦZ が存在しないので、上式
の第一項が消去できる。 ＦT ＝ＲM ｖ0aｅｘｐ（ｊωa ｔ） …（ｂ） 上記式（ａ）及び（ｂ）より、以下の式が成り立つ。
の第一項が消去できる。 ＦT ＝ＲM ｖ0aｅｘｐ（ｊωa ｔ） …（ｂ） 上記式（ａ）及び（ｂ）より、以下の式が成り立つ。
【００２３】
【式２】
【００２４】また、振動板１０の変位をｘとすると下式
のようになる。
のようになる。
【００２５】
【式３】
【００２６】ここで、Ｅ＝ｘ0 ｅｘｐ（ｊωｔ）はレー
ザ位置検出器１２による変位出力を表す。次に粘度μを
求めるために上式を用いて式（ｃ）を変形する。 Ａ（ωμρ／２）1/2 ＝ＲM （ωa Ｅa ／ωＥ−１） 上式の両辺を二乗して整理する。
ザ位置検出器１２による変位出力を表す。次に粘度μを
求めるために上式を用いて式（ｃ）を変形する。 Ａ（ωμρ／２）1/2 ＝ＲM （ωa Ｅa ／ωＥ−１） 上式の両辺を二乗して整理する。
【００２７】 μρ＝２ＲM 2 ／ωＡ2 （ωa Ｅa ／ωＥ−１）2 ここで、ω≒ωa であるから、上式は以下のように表せ
る。 μρ＝２ＲM 2 ／ωＡ2 （Ｅa ／Ｅ−１）2 したがって、空気中での変位出力Ｅa を予め測定してお
くことにより、液体Ａ中に浸漬したときの変位出力Ｅか
ら上式により、液体Ａの粘度μを求めることができるの
である。
る。 μρ＝２ＲM 2 ／ωＡ2 （Ｅa ／Ｅ−１）2 したがって、空気中での変位出力Ｅa を予め測定してお
くことにより、液体Ａ中に浸漬したときの変位出力Ｅか
ら上式により、液体Ａの粘度μを求めることができるの
である。
【００２８】上述のように本実施形態によれば、簡単な
構成で液体の粘性を測定できるとともに測定結果を電気
信号として出力することができ、しかも、従来例あるい
は実施形態１のような回転モータが不要であるから、小
型化が可能となるという利点がある。ところで、上述の
実施形態１あるいは実施形態２の粘性測定装置は、例え
ば図７に示すような容器１４内に溜められた液体Ａの粘
性の温度差による変化やばらつきを把握する目的で使用
される。液体Ａは、シール剤のような高粘度の液体であ
って、このような液体の粘度μはその温度に応じて変化
する。すなわち、液体Ａの粘度μが変化すると容器１４
の先端に設けられたノズル１４ａのからの吐出量ｍがば
らついてしまうので、本発明の粘性測定装置により液体
Ａの粘度μを常時監視し、一定の吐出量となる適度な粘
度μになるように、粘性測定装置の測定結果に基づいて
ヒータ１５により液体Ａの温度制御を行なうのである。
本発明の粘性測定装置であれば、シール剤のような液体
Ａの粘度の温度差による変化を容易に把握することがで
きるとともに、その測定結果を電気信号で出力できるこ
とから上記ヒータ１５による温度制御に簡単に利用する
ことができるという利点がある。
構成で液体の粘性を測定できるとともに測定結果を電気
信号として出力することができ、しかも、従来例あるい
は実施形態１のような回転モータが不要であるから、小
型化が可能となるという利点がある。ところで、上述の
実施形態１あるいは実施形態２の粘性測定装置は、例え
ば図７に示すような容器１４内に溜められた液体Ａの粘
性の温度差による変化やばらつきを把握する目的で使用
される。液体Ａは、シール剤のような高粘度の液体であ
って、このような液体の粘度μはその温度に応じて変化
する。すなわち、液体Ａの粘度μが変化すると容器１４
の先端に設けられたノズル１４ａのからの吐出量ｍがば
らついてしまうので、本発明の粘性測定装置により液体
Ａの粘度μを常時監視し、一定の吐出量となる適度な粘
度μになるように、粘性測定装置の測定結果に基づいて
ヒータ１５により液体Ａの温度制御を行なうのである。
本発明の粘性測定装置であれば、シール剤のような液体
Ａの粘度の温度差による変化を容易に把握することがで
きるとともに、その測定結果を電気信号で出力できるこ
とから上記ヒータ１５による温度制御に簡単に利用する
ことができるという利点がある。
【００２９】次に、容器１４のノズル１４ａから吐出さ
れる液体Ａの吐出量ｍを制御する制御方法について簡単
に説明する。上述のように液体Ａの粘度μは液体温度Ｋ
とヒータ１５に与えられる制御入力ｖによって変化し、
以下の関係が成立する。
れる液体Ａの吐出量ｍを制御する制御方法について簡単
に説明する。上述のように液体Ａの粘度μは液体温度Ｋ
とヒータ１５に与えられる制御入力ｖによって変化し、
以下の関係が成立する。
【００３０】
【式４】
【００３１】また、容器１４内にかかる圧力Ｐと液体温
度Ｋの変化は圧力制御入力ｗに依存するため、以下の関
係が成立する。
度Ｋの変化は圧力制御入力ｗに依存するため、以下の関
係が成立する。
【００３２】
【式５】
【００３３】上式から、以下の関係が成立する。
【００３４】
【式６】
【００３５】また、吐出量ｍは粘度μ及び圧力Ｐに依存
するから、以下の関係が成立する。 ｍ＝εμ＋ψＰ 上記二つの式から状態方程式は、
するから、以下の関係が成立する。 ｍ＝εμ＋ψＰ 上記二つの式から状態方程式は、
【００３６】
【式７】
【００３７】とすると、以下のように表される。
【００３８】
【式８】
【００３９】このように、本システムはｎ＝３，ｍ＝２
のシステムであるが、このシステムの可制御性を調べて
みると、可制御行列は以下のように表される。
のシステムであるが、このシステムの可制御性を調べて
みると、可制御行列は以下のように表される。
【００４０】
【式９】
【００４１】よって、このシステムは不可制御であり、
図８に示すようなフィードバックシステム制御理論では
制御することはできない。そこで、圧力Ｐ、粘度μ、温
度Ｋについてそれぞれ程度をＰＢ，ＮＢ，Ｍ，ＮＳ，Ｐ
Ｓの５つのファジィ集合を定義し、ファジィルール（物
理的な経験に基づいて設定する）に従い、温度Ｋ及び圧
力Ｐに制御入力を与える制御方式を用いればよい。ファ
ジィルールの例としては、 if P is M and μ is NS,K is NB then w is NB,v is P
S … など、状態に応じてどのように制御するかを経験的に設
定することが可能である。なお、ファジィ推論部分には
マムダニの方法を用いればよい。
図８に示すようなフィードバックシステム制御理論では
制御することはできない。そこで、圧力Ｐ、粘度μ、温
度Ｋについてそれぞれ程度をＰＢ，ＮＢ，Ｍ，ＮＳ，Ｐ
Ｓの５つのファジィ集合を定義し、ファジィルール（物
理的な経験に基づいて設定する）に従い、温度Ｋ及び圧
力Ｐに制御入力を与える制御方式を用いればよい。ファ
ジィルールの例としては、 if P is M and μ is NS,K is NB then w is NB,v is P
S … など、状態に応じてどのように制御するかを経験的に設
定することが可能である。なお、ファジィ推論部分には
マムダニの方法を用いればよい。
【００４２】
【発明の効果】請求項１の発明は、ねじり変形が可能で
あって測定対象の液体中に一部が浸漬される棒体と、こ
の棒体を長手方向の中心軸の周りに回動させる回動手段
と、棒体の液体中に浸漬されていない部位のねじれ角を
検出する検出手段とを備え、検出したねじれ角から測定
対象の液体の粘性に比例したトルクを測定して成るの
で、簡単な構成で液体の粘性を測定できるとともに測定
結果を電気信号として出力することができるという効果
がある。
あって測定対象の液体中に一部が浸漬される棒体と、こ
の棒体を長手方向の中心軸の周りに回動させる回動手段
と、棒体の液体中に浸漬されていない部位のねじれ角を
検出する検出手段とを備え、検出したねじれ角から測定
対象の液体の粘性に比例したトルクを測定して成るの
で、簡単な構成で液体の粘性を測定できるとともに測定
結果を電気信号として出力することができるという効果
がある。
【００４３】請求項２の発明は、棒体の液体中に浸漬さ
れていない部位に所定の距離だけ離間して並設されると
ともに棒体と一体に回動する一対の円板と、各円板にレ
ーザ光を投光する投光部と、各円板の回動速度に応じた
周期で強弱が現れる反射光をそれぞれ受光する受光部
と、受光部で受光した各反射光間の位相ずれを求めるゲ
ート部とで検出手段を構成したので、棒体のねじれ角の
変化が容易に測定できるという効果がある。
れていない部位に所定の距離だけ離間して並設されると
ともに棒体と一体に回動する一対の円板と、各円板にレ
ーザ光を投光する投光部と、各円板の回動速度に応じた
周期で強弱が現れる反射光をそれぞれ受光する受光部
と、受光部で受光した各反射光間の位相ずれを求めるゲ
ート部とで検出手段を構成したので、棒体のねじれ角の
変化が容易に測定できるという効果がある。
【００４４】請求項３の発明は、磁性体により板状に形
成され、一端側で片持ち支持されるとともに他端側の一
部が測定対象の液体中に浸漬される振動板と、交番磁界
を印加することで振動板に一定周期の往復振動をさせる
電磁石手段と、往復振動する振動板の変位を検出する位
置検出手段とを備え、検出した振動板の変位量から液体
の粘性を求めるので、簡単な構成で液体の粘性を測定で
きるとともに測定結果を電気信号として出力することが
でき、しかも、従来例のような回転モータが不要である
から、小型化が可能となるという効果がある。
成され、一端側で片持ち支持されるとともに他端側の一
部が測定対象の液体中に浸漬される振動板と、交番磁界
を印加することで振動板に一定周期の往復振動をさせる
電磁石手段と、往復振動する振動板の変位を検出する位
置検出手段とを備え、検出した振動板の変位量から液体
の粘性を求めるので、簡単な構成で液体の粘性を測定で
きるとともに測定結果を電気信号として出力することが
でき、しかも、従来例のような回転モータが不要である
から、小型化が可能となるという効果がある。
【図１】実施形態１を示す概略構成図である。
【図２】同上の測定動作を説明するための説明図であ
る。
る。
【図３】同上の測定動作を説明するための説明図であ
る。
る。
【図４】同上の測定動作を説明するための波形図であ
る。
る。
【図５】実施形態２を示す概略構成図である。
【図６】同上の測定動作を説明するための説明図であ
る。
る。
【図７】本発明の粘性測定装置の使用用途を説明するた
めの説明図である。
めの説明図である。
【図８】本発明の粘性測定装置の使用用途を説明するた
めの説明図である。
めの説明図である。
【図９】従来例を示す概略構成図である。
１ 棒体 ２ モータ ３1 ，３2 円板 ４ 反射板 ５1 ，５2 投光部 ６1 ，６2 受光部 ７ ゲート部 ８ 計算機出力装置
Claims (3)
- 【請求項１】 ねじり変形が可能であって測定対象の液
体中に一部が浸漬される棒体と、この棒体を長手方向の
中心軸の周りに回動させる回動手段と、棒体の液体中に
浸漬されていない部位のねじれ角を検出する検出手段と
を備え、検出したねじれ角から測定対象の液体の粘性に
比例したトルクを測定して成ることを特徴とする粘性測
定装置。 - 【請求項２】 棒体の液体中に浸漬されていない部位に
所定の距離だけ離間して並設されるとともに棒体と一体
に回動する一対の円板と、各円板にレーザ光を投光する
投光部と、各円板の回動速度に応じた周期で強弱が現れ
る反射光をそれぞれ受光する受光部と、受光部で受光し
た各反射光間の位相ずれを求めるゲート部とで検出手段
を構成したことを特徴とする請求項１記載の粘性測定装
置。 - 【請求項３】 磁性体により板状に形成され、一端側で
片持ち支持されるとともに他端側の一部が測定対象の液
体中に浸漬される振動板と、交番磁界を印加することで
振動板に一定周期の往復振動をさせる電磁石手段と、往
復振動する振動板の変位を検出する位置検出手段とを備
え、検出した振動板の変位量から液体の粘性を求めるこ
とを特徴とする粘性測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25266096A JPH1096687A (ja) | 1996-09-25 | 1996-09-25 | 粘性測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25266096A JPH1096687A (ja) | 1996-09-25 | 1996-09-25 | 粘性測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1096687A true JPH1096687A (ja) | 1998-04-14 |
Family
ID=17240458
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25266096A Withdrawn JPH1096687A (ja) | 1996-09-25 | 1996-09-25 | 粘性測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1096687A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104458502A (zh) * | 2014-12-08 | 2015-03-25 | 重庆南方数控设备有限责任公司 | 激光反射测量血液粘度装置和方法 |
| AT520990A1 (de) * | 2018-03-01 | 2019-09-15 | Anton Paar Gmbh | Rheometer |
-
1996
- 1996-09-25 JP JP25266096A patent/JPH1096687A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104458502A (zh) * | 2014-12-08 | 2015-03-25 | 重庆南方数控设备有限责任公司 | 激光反射测量血液粘度装置和方法 |
| AT520990A1 (de) * | 2018-03-01 | 2019-09-15 | Anton Paar Gmbh | Rheometer |
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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: 20031202 |