JPS5915837A - 高温流体の粘度測定装置 - Google Patents
高温流体の粘度測定装置Info
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- JPS5915837A JPS5915837A JP12493382A JP12493382A JPS5915837A JP S5915837 A JPS5915837 A JP S5915837A JP 12493382 A JP12493382 A JP 12493382A JP 12493382 A JP12493382 A JP 12493382A JP S5915837 A JPS5915837 A JP S5915837A
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- vibration
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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
- G01N11/16—Investigating flow properties of materials, e.g. viscosity, plasticity; Analysing materials by determining flow properties by moving a body within the material by measuring damping effect upon oscillatory body
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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】
本発明は高温で低粘度の流体、例えば溶融金属等をも被
測定対象となし得る粘度測定装置に関するものである。
測定対象となし得る粘度測定装置に関するものである。
一般に振動型の粘度計は振動杆の先端に装着した振動子
を被測定流体中に浸漬せしめ、振動杆を通じて振動子に
所定の振動数、振幅でパルス的に振動を与え、粘性抵抗
によって生ずる振動子の振幅の減衰状況を検出し、その
減衰率と粘度との関係式に従って粘度を算出する構成と
なっている。
を被測定流体中に浸漬せしめ、振動杆を通じて振動子に
所定の振動数、振幅でパルス的に振動を与え、粘性抵抗
によって生ずる振動子の振幅の減衰状況を検出し、その
減衰率と粘度との関係式に従って粘度を算出する構成と
なっている。
この種の振動型粘度計については種々の改良が提案され
ているが、いずれも振動型粘度計において測定精度の向
上を図るうえで最も問題とされるダンピング波形に重畳
する寄生振動の解消についてのものがその殆んどを占め
ており、例えば溶融金属の如く高温、低粘度の流体を測
定対象とし得る粘度計については従来その例を殆んどみ
ないのが現状である。ちなみに従来、提案されている粘
度計は耐熱性構造を欠き被測定対象となし得る流体温度
は高々２００〜３００℃程度であり、４００〜１６００
℃、粘度が０．５〜１００ ｃｐという溶融金属の如き
高温低粘度の流体を被測定対象とすることはきわめて難
かしい。
ているが、いずれも振動型粘度計において測定精度の向
上を図るうえで最も問題とされるダンピング波形に重畳
する寄生振動の解消についてのものがその殆んどを占め
ており、例えば溶融金属の如く高温、低粘度の流体を測
定対象とし得る粘度計については従来その例を殆んどみ
ないのが現状である。ちなみに従来、提案されている粘
度計は耐熱性構造を欠き被測定対象となし得る流体温度
は高々２００〜３００℃程度であり、４００〜１６００
℃、粘度が０．５〜１００ ｃｐという溶融金属の如き
高温低粘度の流体を被測定対象とすることはきわめて難
かしい。
本発明はかかる事情に鑑みなされた本のであって、その
目的とするところはコイルばねに関連づけだ振動杆の一
端部に、被測定流体中に浸漬される耐熱、耐蝕性の振動
子を設け、他端部に振動杆を通じて振動子を連続的に強
制振動させる加振手段と、振動杆を通じて振動子の定常
的な振幅を検出する変位センナとを臨ませることにより
、ダンピングによる影響を無視出来て高温低粘度流体の
粘度を高精度に測定し得るようにした高温流体の粘度測
定装置を提供するにある。
目的とするところはコイルばねに関連づけだ振動杆の一
端部に、被測定流体中に浸漬される耐熱、耐蝕性の振動
子を設け、他端部に振動杆を通じて振動子を連続的に強
制振動させる加振手段と、振動杆を通じて振動子の定常
的な振幅を検出する変位センナとを臨ませることにより
、ダンピングによる影響を無視出来て高温低粘度流体の
粘度を高精度に測定し得るようにした高温流体の粘度測
定装置を提供するにある。
以下本発明をその実施例を示す図面に基いて具体的に説
明する。第１図は本発明に係る高温流体の粘度測定装置
（以下本発明装置という）の模式的断面図であり、図中
１は容器２に収容されている高温の被測定流体、３は粘
度測定装置を構成する収納ケース、４は振動杆、５は振
動子を示している。収納ケース３は円筒状に形成され、
上端部は着脱可能な天蓋３ｕにて全閉され、また下端部
は同じく着脱可能であって、中心部に振動杆４を挿通ず
る孔３ａを有する底蓋３ｄにて閉鎖されており、内側の
上、下略中央部位置にはばね受けを兼ねるガイド部材３
ｂが固定されている。ガイド部材３ｂには前記底蓋３ｄ
の孔３ａと上、下に対向する位置に孔３ｃが開口せしめ
られており、この孔３ｃと３ａにわたって振動杆４が上
、下移動可能に挿通されている。振動杆４には収納ケー
ス３内に位置する部分であって、ガイド部材３ｂよりも
下方の部分にばね受け４ａが設けられており、このばね
受け４ａと前記ガイド部材３ｂとの間にはコイルばね４
ｂが振動杆４に外嵌せしめた状態で介装され、その上端
部をガイド部材３ｂに、また下端をばね受け４ａに固定
せしめ、振動杆４をコイルばね４ｂにて弾持するように
しである。収納ケース３の下方に突出せしめられた振動
杆４の下端部にはカップリング４Ｃを介して耐熱１．゛
耐蝕性素側である例えば白金製の薄い矩形板状振動子５
の上辺中央に固定した取付杆５ａが着脱可能に連結固定
されている。まだ収納ケース３内に位置する振動杆４の
上端部には永久磁石又は強磁性物質で形成された円板状
の受振板４ｄが固定され、またその直下には導電性素材
を用いて円板状に形成された変位検出用の基準板４ｅが
振動杆４と同心状に固定されており、受振板４ｄの上方
にはこれと所要の間隔を隔てて加振コイル６が、また基
準板４ｅの上方には同じくこれと所要の間隔を隔てて渦
流変位計等にて構成される変位センサ７が配設されてい
る。なお変位センサ７としては渦流変位計に限らず、例
えば第２図に示す如き光学式のものを用いてもよい。第
２図は光学式の変位センサを示す模式図であり、振動杆
４の上端部近傍の側面に基準板に代えてエツジの向きを
振動杆４と直交する向きとしたナイフェツジ４ｆを設け
、その片側に光源７ａを反対側にリニアダイオードアレ
イ等の一次元固体撮像素子７ｂを配設し、振動杆の上。
明する。第１図は本発明に係る高温流体の粘度測定装置
（以下本発明装置という）の模式的断面図であり、図中
１は容器２に収容されている高温の被測定流体、３は粘
度測定装置を構成する収納ケース、４は振動杆、５は振
動子を示している。収納ケース３は円筒状に形成され、
上端部は着脱可能な天蓋３ｕにて全閉され、また下端部
は同じく着脱可能であって、中心部に振動杆４を挿通ず
る孔３ａを有する底蓋３ｄにて閉鎖されており、内側の
上、下略中央部位置にはばね受けを兼ねるガイド部材３
ｂが固定されている。ガイド部材３ｂには前記底蓋３ｄ
の孔３ａと上、下に対向する位置に孔３ｃが開口せしめ
られており、この孔３ｃと３ａにわたって振動杆４が上
、下移動可能に挿通されている。振動杆４には収納ケー
ス３内に位置する部分であって、ガイド部材３ｂよりも
下方の部分にばね受け４ａが設けられており、このばね
受け４ａと前記ガイド部材３ｂとの間にはコイルばね４
ｂが振動杆４に外嵌せしめた状態で介装され、その上端
部をガイド部材３ｂに、また下端をばね受け４ａに固定
せしめ、振動杆４をコイルばね４ｂにて弾持するように
しである。収納ケース３の下方に突出せしめられた振動
杆４の下端部にはカップリング４Ｃを介して耐熱１．゛
耐蝕性素側である例えば白金製の薄い矩形板状振動子５
の上辺中央に固定した取付杆５ａが着脱可能に連結固定
されている。まだ収納ケース３内に位置する振動杆４の
上端部には永久磁石又は強磁性物質で形成された円板状
の受振板４ｄが固定され、またその直下には導電性素材
を用いて円板状に形成された変位検出用の基準板４ｅが
振動杆４と同心状に固定されており、受振板４ｄの上方
にはこれと所要の間隔を隔てて加振コイル６が、また基
準板４ｅの上方には同じくこれと所要の間隔を隔てて渦
流変位計等にて構成される変位センサ７が配設されてい
る。なお変位センサ７としては渦流変位計に限らず、例
えば第２図に示す如き光学式のものを用いてもよい。第
２図は光学式の変位センサを示す模式図であり、振動杆
４の上端部近傍の側面に基準板に代えてエツジの向きを
振動杆４と直交する向きとしたナイフェツジ４ｆを設け
、その片側に光源７ａを反対側にリニアダイオードアレ
イ等の一次元固体撮像素子７ｂを配設し、振動杆の上。
下移動をナイフェツジ４ｆにて形成される陰影の上、下
方向変位を捉えることによって直接的に検出するように
なっている。
方向変位を捉えることによって直接的に検出するように
なっている。
８は振動制御回路であって、発振周波数及び出力電流値
を変更調節し得るようにした発振回路で構成され、加振
コイル６に対して設定された周波数。
を変更調節し得るようにした発振回路で構成され、加振
コイル６に対して設定された周波数。
電流値の交流電流を連続的に入力し、振動杆４、換言す
れば振動子５を所定の振動数、振幅で振動せしめる。
れば振動子５を所定の振動数、振幅で振動せしめる。
振動数としては振動系全体の固有振動数又はこれに近い
値とするのが変換効率上好ましいことは勿論である。
値とするのが変換効率上好ましいことは勿論である。
加振コイル６から振動杆４を通じて振動子５に付与され
る振動は振動制御回路８から加振コイル６に入力される
交流電流の周波数、電流値によって定まる所定の振動数
、振幅であるが、振動子５は被測定流体１中にあって、
その粘性抵抗を受、けるために、振動子５の実際の振動
はその振幅が低減されたものとなっている。この振動子
５の振幅は振動杆４の振幅として変位センサ６に連続的
に検出され、増幅回路９に入力され、振幅値に応じたア
ナログ信号として演算回路１０に入力される。
る振動は振動制御回路８から加振コイル６に入力される
交流電流の周波数、電流値によって定まる所定の振動数
、振幅であるが、振動子５は被測定流体１中にあって、
その粘性抵抗を受、けるために、振動子５の実際の振動
はその振幅が低減されたものとなっている。この振動子
５の振幅は振動杆４の振幅として変位センサ６に連続的
に検出され、増幅回路９に入力され、振幅値に応じたア
ナログ信号として演算回路１０に入力される。
演算回路１０には同じ条件で振動子５を空気中で振動さ
せたときの振幅値（以下基準振幅値という）Ｅａが入力
されており、これと増幅回路９から入力される被測定流
体中での振動子５の測定振幅値Ｅとに基づいて下記＋１
１式に従い粘度ηと密度ρとの積である物理量η・ρを
算出するようになっている。
せたときの振幅値（以下基準振幅値という）Ｅａが入力
されており、これと増幅回路９から入力される被測定流
体中での振動子５の測定振幅値Ｅとに基づいて下記＋１
１式に従い粘度ηと密度ρとの積である物理量η・ρを
算出するようになっている。
但し Ｋ：振動系全体の定数
しかしながらη・ρの物理量の密度ρの変化量は粘度η
にくらべて一般には少く、実質的には物理量η・ρは粘
度ηと着像してさしつかえがない。
にくらべて一般には少く、実質的には物理量η・ρは粘
度ηと着像してさしつかえがない。
なお被測定流体の密度ρを予め求めておくが、捷たに密
度計を用いて別途検出する場合には下記（２）式に従っ
て直接粘度ηを算出してよいことは勿論である。
度計を用いて別途検出する場合には下記（２）式に従っ
て直接粘度ηを算出してよいことは勿論である。
上述の如く構成された本発明装置にあっては振動子を空
気中（又は基準流体中）と被測定流体中とで同じ条件下
で連続的に振動させたときの振幅値の比率に基づいて粘
度又は粘度を含む所定の物理量を検出することとしてい
るから、振動子に対してパルス的に振動を与える従来の
手段に比較して振動系のダンピング時間特性が測足値に
与える影響を無視することが出来て検出データの処理が
極めて容易となり、また測定精度の大幅な向上を図９得
ることが出来る。また振動子５としては耐熱、耐蝕性に
優れた白金板を用い、振動杆４を支持するコイルばね４
ｂは収納ケース３内に位置させ、振動子５のみを被測定
流体中に浸漬せしめることとしたから、被測定流体が高
温であっても振動系が受ける影響を極めて小さくするこ
とが出来て、溶融金属等の高温流体をも被測定対象とす
ることが可能となり、粘度の測定対象域が著しく拡大さ
れることになるｏ しかもコイルばね４ｂを適宜に交換
してばね定数を変更することによって、溶融金属等の如
くｏ。５〜１００ ｃｐ程度の低粘度流体を対象とする
際にも測定精度に応じて必要とする振幅を容易に変更調
節することが出来て対象流体の範囲も一層拡大され、し
かも夫々に応じた測定精度を得ることが出来る。更に変
位センサ７として渦流変位計、固体撮像素子を備えた光
学変位計を用いることとしているため振動子５、振動杆
４の振動が連続的なものであってもその振幅変化を正確
に、しかも容易に検出出来て測定精度の一層の向上を図
ることが出来る０ 振動子５の汚損、溶損等が生じたと
きはカップリング４Ｃを外して交換すればよい。
気中（又は基準流体中）と被測定流体中とで同じ条件下
で連続的に振動させたときの振幅値の比率に基づいて粘
度又は粘度を含む所定の物理量を検出することとしてい
るから、振動子に対してパルス的に振動を与える従来の
手段に比較して振動系のダンピング時間特性が測足値に
与える影響を無視することが出来て検出データの処理が
極めて容易となり、また測定精度の大幅な向上を図９得
ることが出来る。また振動子５としては耐熱、耐蝕性に
優れた白金板を用い、振動杆４を支持するコイルばね４
ｂは収納ケース３内に位置させ、振動子５のみを被測定
流体中に浸漬せしめることとしたから、被測定流体が高
温であっても振動系が受ける影響を極めて小さくするこ
とが出来て、溶融金属等の高温流体をも被測定対象とす
ることが可能となり、粘度の測定対象域が著しく拡大さ
れることになるｏ しかもコイルばね４ｂを適宜に交換
してばね定数を変更することによって、溶融金属等の如
くｏ。５〜１００ ｃｐ程度の低粘度流体を対象とする
際にも測定精度に応じて必要とする振幅を容易に変更調
節することが出来て対象流体の範囲も一層拡大され、し
かも夫々に応じた測定精度を得ることが出来る。更に変
位センサ７として渦流変位計、固体撮像素子を備えた光
学変位計を用いることとしているため振動子５、振動杆
４の振動が連続的なものであってもその振幅変化を正確
に、しかも容易に検出出来て測定精度の一層の向上を図
ることが出来る０ 振動子５の汚損、溶損等が生じたと
きはカップリング４Ｃを外して交換すればよい。
なお上述の実施例は振動子５を空気中と被測定流体中と
で振動させ、その振幅比率を求めて粘度を算出する構成
につき説明したが、これに限らず例えば振幅値を一定に
定め、この振幅値を得るだめに空気中の振動子に与える
際の加振コイル６に対する給電電流値と、被測定流体中
の振動子に与える際の加振コイル６に対する給電電流値
との比率を求め、これに基づいて被測定流体の粘度を求
めることとしてもよいことは言うまでもない。
で振動させ、その振幅比率を求めて粘度を算出する構成
につき説明したが、これに限らず例えば振幅値を一定に
定め、この振幅値を得るだめに空気中の振動子に与える
際の加振コイル６に対する給電電流値と、被測定流体中
の振動子に与える際の加振コイル６に対する給電電流値
との比率を求め、これに基づいて被測定流体の粘度を求
めることとしてもよいことは言うまでもない。
以上の如く本発明装置にあっては振動子を空中と被測定
流体中とで同条件にて連続的に強制振動させ、双方の振
幅値の比率に基づいて粘度を求めることとしているから
振動系のダンピング時間特性による影響を無視すること
が出来、まだ振動子に耐熱、・耐蝕性素材を用い、また
振動杆をコイルばねにて支持することとしたから溶融金
属等の高温低粘度流体をも被測定対象とすることが可能
となり、しかもこれらを対象とした場合にも高精度の粘
度測定を行うことが出来るなど、本発明は優れた効果を
奏するものである。
流体中とで同条件にて連続的に強制振動させ、双方の振
幅値の比率に基づいて粘度を求めることとしているから
振動系のダンピング時間特性による影響を無視すること
が出来、まだ振動子に耐熱、・耐蝕性素材を用い、また
振動杆をコイルばねにて支持することとしたから溶融金
属等の高温低粘度流体をも被測定対象とすることが可能
となり、しかもこれらを対象とした場合にも高精度の粘
度測定を行うことが出来るなど、本発明は優れた効果を
奏するものである。
第１図は本発明装置の模式的立面断面図、第２図は本発
明装置に用いる変位センサの別の構成を示す模式的部分
断面図である。 １・・・被測定流体 ２・・・容器 ３・・・収納ケー
ス４・・・振動杆 ４ｂ・・・コイルばね ４ｄ・・・
受振板４ｅ・・・基準板 ５・・・振動子 ６・・・加
振コイル７・・・変位センサ ８・・・振動制御回路
９・・・増幅器１０・・・演算回路 特 許 出 願 人 住友金属工業株式会社代理人
弁理士 河 野 登 夫
明装置に用いる変位センサの別の構成を示す模式的部分
断面図である。 １・・・被測定流体 ２・・・容器 ３・・・収納ケー
ス４・・・振動杆 ４ｂ・・・コイルばね ４ｄ・・・
受振板４ｅ・・・基準板 ５・・・振動子 ６・・・加
振コイル７・・・変位センサ ８・・・振動制御回路
９・・・増幅器１０・・・演算回路 特 許 出 願 人 住友金属工業株式会社代理人
弁理士 河 野 登 夫
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、コイルばねに関連づけた振動杆の一端部に、被測定
流体中に浸漬される耐熱、耐蝕性の振動子を設け、他端
部に振動杆を通じて振動子を連続的に強制振動させる加
振手段と、振動杆を通じて振動子の振幅を検出する変位
セ／すとを臨ませてなることを特徴とする高温流体の粘
度測定装置。 ２、前記変位センサは渦流変位計又は−次元固体撮像素
子である特許請求の範囲第１項記載の高温流体の粘度測
定装置。 ３、前記振動子は白金製である特許請求の範囲第１項記
載の高温流体の粘度測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12493382A JPS5915837A (ja) | 1982-07-16 | 1982-07-16 | 高温流体の粘度測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12493382A JPS5915837A (ja) | 1982-07-16 | 1982-07-16 | 高温流体の粘度測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5915837A true JPS5915837A (ja) | 1984-01-26 |
Family
ID=14897756
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12493382A Pending JPS5915837A (ja) | 1982-07-16 | 1982-07-16 | 高温流体の粘度測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5915837A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61249734A (ja) * | 1985-04-30 | 1986-11-06 | Fanuc Ltd | 最大値以下の設定値のみ設定可能な射出成形機 |
| US4674322A (en) * | 1984-10-25 | 1987-06-23 | Chevron Research Company | On-line instrument for simultaneously measuring the viscosity, density, and surface tension of a fluid comprising a gas dissolved in a liquid |
| US4704898A (en) * | 1983-02-24 | 1987-11-10 | Ernst Thone | Method and apparatus for measuring the viscosity of a liquid |
| JPS63132135A (ja) * | 1986-11-21 | 1988-06-04 | Rikagaku Kenkyusho | 広範囲粘弾性測定器 |
| JPH08247917A (ja) * | 1995-03-13 | 1996-09-27 | Yamaichi Electron Co Ltd | 振動形検液装置 |
| KR100838043B1 (ko) | 2006-06-20 | 2008-06-12 | 충주대학교 산학협력단 | 용융금속 회전저항 계측시스템 및 그 방법 |
| ITPN20090047A1 (it) * | 2009-09-02 | 2011-03-03 | Re Andrea Da | Sistemi di misura di analizzatori dinamico meccanici per materiali a bassa viscosita' |
| RU2473883C2 (ru) * | 2010-12-06 | 2013-01-27 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | Устройство для бесконтактного фотометрического определения характеристик металлических расплавов |
| RU169451U1 (ru) * | 2016-04-08 | 2017-03-17 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | Устройство для фотометрического изучения свойств металлических расплавов |
| RU2629699C1 (ru) * | 2016-03-16 | 2017-08-31 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | Устройство для фотометрического определения удельного электросопротивления металлических расплавов |
-
1982
- 1982-07-16 JP JP12493382A patent/JPS5915837A/ja active Pending
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