JPS5913943A - 粘度・密度測定装置 - Google Patents
粘度・密度測定装置Info
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- JPS5913943A JPS5913943A JP12363782A JP12363782A JPS5913943A JP S5913943 A JPS5913943 A JP S5913943A JP 12363782 A JP12363782 A JP 12363782A JP 12363782 A JP12363782 A JP 12363782A JP S5913943 A JPS5913943 A JP S5913943A
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N11/00—Investigating flow properties of materials, e.g. viscosity, plasticity; Analysing materials by determining flow properties
- G01N11/10—Investigating flow properties of materials, e.g. viscosity, plasticity; Analysing materials by determining flow properties by moving a body within the material
- G01N11/14—Investigating flow properties of materials, e.g. viscosity, plasticity; Analysing materials by determining flow properties by moving a body within the material by using rotary bodies, e.g. vane
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、可変速モータの回転軸とばねを介して結合し
た円筒状ロータを被測定液体中に浸漬し、該ロータの捩
れ角を一定に制御しながらロータを回転させた時のモー
タの回転周期及びロータの垂直方向変位から、被測定液
体の粘度及び密度を測定Ｊ−る粘度・密度測定装置に関
する。
た円筒状ロータを被測定液体中に浸漬し、該ロータの捩
れ角を一定に制御しながらロータを回転させた時のモー
タの回転周期及びロータの垂直方向変位から、被測定液
体の粘度及び密度を測定Ｊ−る粘度・密度測定装置に関
する。
この種の装置として、従来から、第１図に示すような単
一円筒回転粘度８１（ブルックフィールド回転帖度削〉
が知られている。この粘度計は、駆動源となるモータ１
の回転軸２と円筒状ロータ３の軸４どをばね５を介して
結合すると共に、目盛板６を回転軸２に固着し、指！１
７を軸４に固着したもので、ロータ３を被測定液体に浸
漬１）で一定の回転速度で回転させた時のロータ３の捩
れ角を目盛板６で読み取ることによって、被測定液体の
粘度を測定するものである。
一円筒回転粘度８１（ブルックフィールド回転帖度削〉
が知られている。この粘度計は、駆動源となるモータ１
の回転軸２と円筒状ロータ３の軸４どをばね５を介して
結合すると共に、目盛板６を回転軸２に固着し、指！１
７を軸４に固着したもので、ロータ３を被測定液体に浸
漬１）で一定の回転速度で回転させた時のロータ３の捩
れ角を目盛板６で読み取ることによって、被測定液体の
粘度を測定するものである。
しかし、第１図の粘度削は、粘度指示をする（Ｊれども
、活劇信号を取り出すことができないため、プロレス用
として使用することは不可能である。又、動粘度を求め
ることもできない。
、活劇信号を取り出すことができないため、プロレス用
として使用することは不可能である。又、動粘度を求め
ることもできない。
一方、上記の如ぎ構成の粘度計に信号検出機構を加えた
ものも知られている（例えば、特開昭５３−１２４４８
４号）。この構成の粘度劇は、粘度信号を連続的に取り
出ｌ−るので・プロレス用どして使用できるが、液体の
動粘度を測定覆るには、この粘度尉どは別に密度に１を
配設し、密度測定を行うことが必要となる。即ち、従来
装置では、動粘度の連続測定に際して、プロレス用の粘
度計と密度泪を設ける必要があり、該当装置部分が大型
化するど共に、その取付やメンテナンスが面倒であり、
ロス１〜的にも問題があった。
ものも知られている（例えば、特開昭５３−１２４４８
４号）。この構成の粘度劇は、粘度信号を連続的に取り
出ｌ−るので・プロレス用どして使用できるが、液体の
動粘度を測定覆るには、この粘度尉どは別に密度に１を
配設し、密度測定を行うことが必要となる。即ち、従来
装置では、動粘度の連続測定に際して、プロレス用の粘
度計と密度泪を設ける必要があり、該当装置部分が大型
化するど共に、その取付やメンテナンスが面倒であり、
ロス１〜的にも問題があった。
本発明は、このような点に鑑みてなされたもので、その
目的は、単一の装置でありながら、被測定液体の粘度及
び密度を同時に測定できる装置、即ら、一台で容易に動
粘度の測定を行い得る粘度・密度測定装置を提供するに
ある。
目的は、単一の装置でありながら、被測定液体の粘度及
び密度を同時に測定できる装置、即ら、一台で容易に動
粘度の測定を行い得る粘度・密度測定装置を提供するに
ある。
以下、図面を参照し本発明の詳細な説明する。
第２図は本発明の〜実施例を示す構成図である。図にお
いて、８は外部信号によって回転速＝３一 度制御が行われる可変速モータ（駆動源）、９は基準位
置検出器（第１の検出器）である。この検出器９は、ア
ルミニウム等でなる反射部材１０、投・受光器１１及び
変換器１２から構成されている。投・受光器１１は、モ
ータ８の回転軸２に固着された反射部材１０に投光する
と共に、反射部材１０での反射光間を検出して変換器１
２に出力Ｊ−るものであり、変換器１２は、投・受光器
１２の出力信号に基づぎパルス信号を出力りるものであ
る。１３は外周面のほとんどが非反射材から成る円筒状
ロータであって、その外周面の一部には、軸方向に形成
された反射材から成る直線状マーク１４ど、一定の傾斜
角を持って巻かれた反射材から成る螺旋状マー９１５と
が設けられている。このロータ１３は、干−夕８とばね
５を介して結合されている。又、被測定液体中における
ロータ１３は、略垂直に安定するようになっている。更
に、ばね５のばね定数は、ロー９１３を浸漬する被測定
液体の密度変化に対応してロータ１３が垂直方向に十４
− 分変位し得る程度の大きさに選ばれている。尚、機械的
バランス上の考慮から、現実の装置にあっては、第３図
に示すように、ロータ１３の中心に回動自在に副回転軸
２ａを挿入し、この副回転軸２ａと前記回転軸２を連結
すると共に、ばね５の一端を副回転軸２ａに固定し、更
に、ロータ１３の下端側にもばね１７を設け、このばね
１７の一端を副回転軸２ａに固定し、且つこの状態の副
回転軸２ａをケース１８で回動可能に支持して、外側ケ
ース１９内の被測定液体中に浸漬することが好ましい。
いて、８は外部信号によって回転速＝３一 度制御が行われる可変速モータ（駆動源）、９は基準位
置検出器（第１の検出器）である。この検出器９は、ア
ルミニウム等でなる反射部材１０、投・受光器１１及び
変換器１２から構成されている。投・受光器１１は、モ
ータ８の回転軸２に固着された反射部材１０に投光する
と共に、反射部材１０での反射光間を検出して変換器１
２に出力Ｊ−るものであり、変換器１２は、投・受光器
１２の出力信号に基づぎパルス信号を出力りるものであ
る。１３は外周面のほとんどが非反射材から成る円筒状
ロータであって、その外周面の一部には、軸方向に形成
された反射材から成る直線状マーク１４ど、一定の傾斜
角を持って巻かれた反射材から成る螺旋状マー９１５と
が設けられている。このロータ１３は、干−夕８とばね
５を介して結合されている。又、被測定液体中における
ロータ１３は、略垂直に安定するようになっている。更
に、ばね５のばね定数は、ロー９１３を浸漬する被測定
液体の密度変化に対応してロータ１３が垂直方向に十４
− 分変位し得る程度の大きさに選ばれている。尚、機械的
バランス上の考慮から、現実の装置にあっては、第３図
に示すように、ロータ１３の中心に回動自在に副回転軸
２ａを挿入し、この副回転軸２ａと前記回転軸２を連結
すると共に、ばね５の一端を副回転軸２ａに固定し、更
に、ロータ１３の下端側にもばね１７を設け、このばね
１７の一端を副回転軸２ａに固定し、且つこの状態の副
回転軸２ａをケース１８で回動可能に支持して、外側ケ
ース１９内の被測定液体中に浸漬することが好ましい。
尚、この第３図の構成の場合、ケース１８の壁面に液体
通過用の穴を穿設しておく必要がある。この穴の内、主
に、ロータ１３の周面に対向する穴は、ケース１８から
の液体の流出穴となり、その他の穴はケース１８内への
液体の流入穴となる。再び第２図に戻り、２０は投・受
光器２１及び変換器２２から成る第２の検出器、２３は
投・受光器２４及び変換器２５から成る第３の検出器で
ある。この第２の検出器２０は直線状マーク１４を検出
するもの、第３の検出器２３は螺旋状マーク１５を検出
するものである。又、２６は各変換器１２．２２及び２
５からのパルス信号ＩＥＩ、Ｅ２及びＦ３を入力し、所
定の演算をして捩れ角信＠Ｆθ、粘度信号Ｆη及び密度
信号「γを出力り−る演算器である。又、２７は粘度信
＠Ｅη及び密度信号［γを入力し、所定の演算をして、
動粘度信号Ｆνを出力する演算器、２８は捩れ角信号Ｅ
θの設定値に対する偏差が零ど４ｒるようにモータ８の
回転速度を制御する制御部である。
通過用の穴を穿設しておく必要がある。この穴の内、主
に、ロータ１３の周面に対向する穴は、ケース１８から
の液体の流出穴となり、その他の穴はケース１８内への
液体の流入穴となる。再び第２図に戻り、２０は投・受
光器２１及び変換器２２から成る第２の検出器、２３は
投・受光器２４及び変換器２５から成る第３の検出器で
ある。この第２の検出器２０は直線状マーク１４を検出
するもの、第３の検出器２３は螺旋状マーク１５を検出
するものである。又、２６は各変換器１２．２２及び２
５からのパルス信号ＩＥＩ、Ｅ２及びＦ３を入力し、所
定の演算をして捩れ角信＠Ｆθ、粘度信号Ｆη及び密度
信号「γを出力り−る演算器である。又、２７は粘度信
＠Ｅη及び密度信号［γを入力し、所定の演算をして、
動粘度信号Ｆνを出力する演算器、２８は捩れ角信号Ｅ
θの設定値に対する偏差が零ど４ｒるようにモータ８の
回転速度を制御する制御部である。
このような構成において、ロータ１３は、被測定液体の
密度変化に対応して垂直方向に変位覆ると共に、制御部
２８の働きによって、捩れ角θを一定にした回転を持続
する。従って、検出器９，２０及び２３の出力信号Ｅ＋
、Ｆ２及びＦ３は、第４図に示すような時間間隔のパ
ルス信号、即ら、周期的信号となる。尚、第４図に機構
部分と対応させてパルス信号Ｅ＋ 、Ｆ２及び］ヨ３を
示した。この第４図中、王はモータ８の回転周期、ｔｌ
は基準位置パルス信号Ｅ１ど捩れ角パルス信＠Ｅ２の時
間差、ｔｌは捩れ角パルス信号１三２と垂直方向変位パ
ルス信号［３の時間差、Ｑは螺旋状マーク１５のピッチ
、ｙはｒコータ１３の垂直方向変位をそれぞれ示り“。
密度変化に対応して垂直方向に変位覆ると共に、制御部
２８の働きによって、捩れ角θを一定にした回転を持続
する。従って、検出器９，２０及び２３の出力信号Ｅ＋
、Ｆ２及びＦ３は、第４図に示すような時間間隔のパ
ルス信号、即ら、周期的信号となる。尚、第４図に機構
部分と対応させてパルス信号Ｅ＋ 、Ｆ２及び］ヨ３を
示した。この第４図中、王はモータ８の回転周期、ｔｌ
は基準位置パルス信号Ｅ１ど捩れ角パルス信＠Ｅ２の時
間差、ｔｌは捩れ角パルス信号１三２と垂直方向変位パ
ルス信号［３の時間差、Ｑは螺旋状マーク１５のピッチ
、ｙはｒコータ１３の垂直方向変位をそれぞれ示り“。
いま、Ｖ −０，ｊ ２ ＝Ｏの位置を起点にすると、
捩れ角θ及び変位ｙは、（１〉式及び（２）式で示され
る。
捩れ角θ及び変位ｙは、（１〉式及び（２）式で示され
る。
θ−２πＸ （ｔ 、 ７丁） ・・・（１）ｙ
−Ωｘ （ｔ ２ ／ Ｔ ） ・・・（２）
ところで、（２〉式において、９は定数であるので、パ
ルス信号Ｅ１の周期（モータ８の回転周期丁と同一）及
びパルス信号１三２とＦ３の時間差ｔ２を測定すること
によって、ロータ１３の垂直方向の変位ｙＸ換言づ−れ
ば、液体の密度γを求めることができる。上記演算器２
６は、信号Ｆ＋ 、Ｆ２及び［３から（２〉式に基づく
演算を行い、密１食信号Ｅγを出力する。尚、捩れ角θ
が一定であることから、信号Ｅ＋ 、Ｆ２のいずれか一
方の信号と信号Ｆ３とから、密度 ７− γを求めることもできる。又、捩れ角を一定に保つため
に必要な捩れ角信号Ｆθは、（１）式に基づきパルス信
号［１及びＦ２から求められる。
−Ωｘ （ｔ ２ ／ Ｔ ） ・・・（２）
ところで、（２〉式において、９は定数であるので、パ
ルス信号Ｅ１の周期（モータ８の回転周期丁と同一）及
びパルス信号１三２とＦ３の時間差ｔ２を測定すること
によって、ロータ１３の垂直方向の変位ｙＸ換言づ−れ
ば、液体の密度γを求めることができる。上記演算器２
６は、信号Ｆ＋ 、Ｆ２及び［３から（２〉式に基づく
演算を行い、密１食信号Ｅγを出力する。尚、捩れ角θ
が一定であることから、信号Ｅ＋ 、Ｆ２のいずれか一
方の信号と信号Ｆ３とから、密度 ７− γを求めることもできる。又、捩れ角を一定に保つため
に必要な捩れ角信号Ｆθは、（１）式に基づきパルス信
号［１及びＦ２から求められる。
一方、ロータ１３に働く粘性トルクをＭ１回転周期をＴ
（捩れ角θが一定なので、ロータ１３の回転周期はモー
タの回転周期と同一）、液体の粘度ηとすると、粘性ト
ルクＭは粘度ηと回転速度（回転周期の逆数）に比例す
るので、次式が成り立つ。
（捩れ角θが一定なので、ロータ１３の回転周期はモー
タの回転周期と同一）、液体の粘度ηとすると、粘性ト
ルクＭは粘度ηと回転速度（回転周期の逆数）に比例す
るので、次式が成り立つ。
Ｍ＝ＣＸ （η／Ｔ＞
これからηを求めると、
η−（Ｍ／Ｃ）ＸＴ・・・（３〉
但し、Ｃ；比例定数
となる。
ところで、捩れ角θは粘性トルクＭに比例するので、捩
れ角θが一定であれば、粘性トルクＭも一定とみなし得
る。従って、回転周期Ｔから液体の粘度ηを求めること
ができる。上記演算器２６は、信号Ｆ１から（３）式に
基づく演８− 咋をして粘度信号Ｅηを出力する。
れ角θが一定であれば、粘性トルクＭも一定とみなし得
る。従って、回転周期Ｔから液体の粘度ηを求めること
ができる。上記演算器２６は、信号Ｆ１から（３）式に
基づく演８− 咋をして粘度信号Ｅηを出力する。
又、液体の動粘度νは、粘度ηをその粘度を有する状態
にお（プる液体の密度Ｔで割った絹である。そこで、演
算器２７は信号Ｆη及びＦγを入力し、割算をして動粘
度信＠Ｅしを出力する。
にお（プる液体の密度Ｔで割った絹である。そこで、演
算器２７は信号Ｆη及びＦγを入力し、割算をして動粘
度信＠Ｅしを出力する。
尚、上記実施例において、検出器は光学方式となってい
るが、本発明はこれに限定するものではなく、磁気的方
式、渦電流方式等であってもよい。更に、ばねも実施例
のようなコイルばねでなく、渦巻ばね等であってもよい
。更に、各演算器、制御部等は、マイクロコンピータで
構成してもよい。
るが、本発明はこれに限定するものではなく、磁気的方
式、渦電流方式等であってもよい。更に、ばねも実施例
のようなコイルばねでなく、渦巻ばね等であってもよい
。更に、各演算器、制御部等は、マイクロコンピータで
構成してもよい。
以上説明したように、本発明によれば、粘度信号及び密
度信号を同時に得ることができる。
度信号を同時に得ることができる。
このため、連続的に動粘度を測定することも可能である
。
。
第１図は従来の回転粘度泪の構成説明図、第２図及び第
３図は本発明の実施例の構成説明図、第４図は本発明の
実施例の動作説明図である。 ２・・・回転軸 ５，１７・・・ばね８・・・
可変速上−夕 ９・・・第１の検出器１０・・・反射
部材 １１．２１．２４・・・投・受光器 １２．２２，２り・・・変換器 １３・・・円筒状ロータ １４・・・直線状マーク１５
・・・螺旋状マーク １８．１９・・・ケース２０・・
・第２の検出器 ２３・・・第３の検出器２６．２７・
・・演停器 ２８・・・制御Ｎ１特許出願人 三Ｊ１
東圧化学株式会社代 理 人 弁理士 月
島 藤 冶１１−
３図は本発明の実施例の構成説明図、第４図は本発明の
実施例の動作説明図である。 ２・・・回転軸 ５，１７・・・ばね８・・・
可変速上−夕 ９・・・第１の検出器１０・・・反射
部材 １１．２１．２４・・・投・受光器 １２．２２，２り・・・変換器 １３・・・円筒状ロータ １４・・・直線状マーク１５
・・・螺旋状マーク １８．１９・・・ケース２０・・
・第２の検出器 ２３・・・第３の検出器２６．２７・
・・演停器 ２８・・・制御Ｎ１特許出願人 三Ｊ１
東圧化学株式会社代 理 人 弁理士 月
島 藤 冶１１−
Claims (4)
- （１） ばねで吊られて被測定液体中に浸漬され／、：
＋コータと、該ロータを前記ばねを介して回転させる
可変速モータと、前記ロータの捩れ角を検出する捩れ角
検出手段と、該検出手段の出力信号に基づき前記１］−
夕の捩れ角が一定となるように前記モータの回転速度を
＆Ｑ御する制御手段と、前記ロータの垂直方向変位を検
出する変位検出手段とを具備し、前記モータの回転周期
から粘度を求め、前記変位検出手段の出力信号から密度
を求めることを特徴とする粘度・密度測定４！置。 - （２） 前記捩れ角検出手段どしで、前記可変速モータ
の回転に対応した周期的信号を発生する第１の検出器の
出力信号と前記ロータの回転に対応した周期的信号を発
生する第２の検出器の出力信号とから前記ロータの捩れ
角に対応した信号を得るように構成したものを用いたこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の粘度・密度
測定装置。 - （３） 前記第２の検出器と（）て、前記ロータ表面の
軸方向に形成された直線状マークを検出（）周期的信号
を出力するものを用いたことを特徴とする特許請求の範
囲第２項記載の粘度・密度測定装置。 - （４） 前記ロータの表面に前記直線状マークの他に螺
旋状マークを形成し、該マークを検出して周期的信号を
出力覆る第３の検出器を配設し、前記第１及び第２の検
出器の少なくとも一方の出力信号と前記第３の検出器の
出力信号とから前記ロータの変位を検出するように構成
した変位検出手段を用いたことを特徴とする特許請求の
範囲第３項記載の粘度・密度測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12363782A JPS5913943A (ja) | 1982-07-14 | 1982-07-14 | 粘度・密度測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12363782A JPS5913943A (ja) | 1982-07-14 | 1982-07-14 | 粘度・密度測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5913943A true JPS5913943A (ja) | 1984-01-24 |
Family
ID=14865509
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12363782A Pending JPS5913943A (ja) | 1982-07-14 | 1982-07-14 | 粘度・密度測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5913943A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63132136A (ja) * | 1986-11-21 | 1988-06-04 | Tokyo Keiki Co Ltd | 回転式粘度計 |
| JPS63179236A (ja) * | 1987-01-20 | 1988-07-23 | Tokyo Keiki Co Ltd | 回転式粘度計 |
| JPS63195250U (ja) * | 1987-06-04 | 1988-12-15 |
-
1982
- 1982-07-14 JP JP12363782A patent/JPS5913943A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63132136A (ja) * | 1986-11-21 | 1988-06-04 | Tokyo Keiki Co Ltd | 回転式粘度計 |
| JPS63179236A (ja) * | 1987-01-20 | 1988-07-23 | Tokyo Keiki Co Ltd | 回転式粘度計 |
| JPS63195250U (ja) * | 1987-06-04 | 1988-12-15 |
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