JPS62177411A - Tilt sensor - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】 工発明の背景 技術分野 本発明は、傾斜センサに関する。[Detailed description of the invention] Background of the invention Technical field The present invention relates to a tilt sensor.
先行技術とその問題点
磁性流体は、その特性上、様々な応用が期待されている
。Prior Art and Its Problems Due to its characteristics, magnetic fluids are expected to have a variety of applications.
そのなかの1つとして傾斜センサが挙げられる。 従来
の傾斜センサは、中空の棒状の容器にその容器の体積の
ほぼ半分に相当する量の磁性流体を封入し、棒状の容器
を横にした場合左右の側のいずれか片側に、あるいはほ
ぼ左右対称となるように、左側と右側にそれぞれ、コイ
ルを巻回したものである。 そして、それを傾斜角を測
定しようとする箇所に設定し、上記の態様に併せて、交
流電流を印加し、傾斜に応じて磁性流体の左右の体積が
増減するのに伴って変化するインダクタンスを測定する
ものである。 そしてこの場合の磁性流体は酸化物磁性
材料(マグネタイト)を使用している。One of them is a tilt sensor. Conventional tilt sensors are made by filling a hollow rod-shaped container with an amount of magnetic fluid equivalent to approximately half of the container's volume. The coils are wound on the left and right sides so that they are symmetrical. Then, set it at the point where you want to measure the inclination angle, apply an alternating current in conjunction with the above method, and measure the inductance that changes as the left and right volumes of the magnetic fluid increase or decrease according to the inclination. It is something to be measured. The magnetic fluid in this case uses an oxide magnetic material (magnetite).
しかし、このような従来の傾斜センナでは傾斜角とイン
ダクタンスの変化量との関係が直線関係になる範囲が狭
く、傾斜角の読み取りが困難であり、感度も不充分であ
った。However, in such a conventional tilt sensor, the range in which the relationship between the tilt angle and the amount of change in inductance is linear is narrow, making it difficult to read the tilt angle, and the sensitivity is insufficient.
TI発明の目的
本発明の目的は、傾斜角の読み取りが容易で、その結果
信号処理の回路設計が簡単で、しかも感度が良好な傾斜
センサを提供することにある。OBJECTS OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an inclination sensor in which the inclination angle can be easily read, the signal processing circuit design is simple, and the sensitivity is good.
■発明の開示 このような目的は、下記の本発明によって達成される。■Disclosure of invention Such objects are achieved by the invention described below.
すなわち、本発明は輪状中空部の一部に磁性流体を封
入した輪状容器にコイルを巻回し、インダクタンスの変
化量により傾斜角を測定するように構成したことを特徴
とする傾斜センサである。That is, the present invention is a tilt sensor characterized in that a coil is wound around a ring-shaped container in which a part of the ring-shaped hollow part is filled with magnetic fluid, and the tilt angle is measured based on the amount of change in inductance.
■発明の具体的構成 以下本発明の具体的構成について詳細に説明する。■Specific structure of the invention The specific configuration of the present invention will be explained in detail below.
本発明の傾斜センナは磁性流体を一部に封入した輪状容
器にコイルを巻回している。The tilt sensor of the present invention has a coil wound around a ring-shaped container partially filled with magnetic fluid.
輪状容器としては、輪状の中空部を有するものであれば
、その形状に特に制限はないが、ある中心線に対し線対
称であるものが好ましく、特に断面円形等の円輪状であ
ることか好ましい。The shape of the ring-shaped container is not particularly limited as long as it has a ring-shaped hollow part, but it is preferably symmetrical about a certain center line, and it is particularly preferable that it has a ring shape such as a circular cross section. .
大きさは、例えば断面円形の円輪状である場合、輪状中
空部の断面の内径が2〜101!1ff1程度、輪状体
の外径および内径がそれぞれ10〜100■、5〜80
IIl111程度であるものがよい。For example, in the case of a ring with a circular cross section, the inner diameter of the cross section of the ring-shaped hollow part is about 2 to 101!1ff1, and the outer and inner diameters of the ring are 10 to 100 mm and 5 to 80 cm, respectively.
It is preferable that the value is about IIl111.
また、この輪状容器の材質は、非磁性物質であればよ<
、A文、Cu等の金属、各種のガラス、プラスチック、
ゴムなどが挙げられる。Also, the material of this ring-shaped container may be any non-magnetic material.
, A text, metals such as Cu, various glasses, plastics,
Examples include rubber.
そして、この輪状容器に封入する磁性流体の量は、輪状
中空部の一部であればよく、磁性流体の傾斜に応じた流
体の位置変化が可能であれば特に制限はないが、好まし
くは輪状中空部の体積の20〜80%程度、特にほぼ5
0%程度が好ましい。The amount of magnetic fluid sealed in this annular container is not particularly limited as long as it is a part of the annular hollow part, and the position of the fluid can be changed according to the inclination of the magnetic fluid. About 20 to 80% of the volume of the hollow part, especially about 5
Approximately 0% is preferable.
本発明の好ましい7g様を示すと、例えば第1図のよう
になる。A preferred example of 7g of the present invention is shown in FIG. 1, for example.
すなわち、円形の輪状容器1に磁性流体2を輪状中空部
の体積の50%程度充填し、これにコイルを巻回するも
のである。 この場合、コイル31は傾斜角測定の基準
!!aSに対し右側と左側のうちの片側に巻回し、その
巻数は、それぞれ100〜toooターン程度とする。That is, a circular annular container 1 is filled with magnetic fluid 2 to an extent of about 50% of the volume of the annular hollow portion, and a coil is wound around this. In this case, the coil 31 is the reference for measuring the tilt angle! ! It is wound on one side of the right side and the left side with respect to aS, and the number of turns is about 100 to too many turns each.
コイル31の巻回部は種々変更可能である。The winding portion of the coil 31 can be changed in various ways.
このようなものに、交流電流を印加し、磁性流体のイン
ダクタンスを測定する。An alternating current is applied to such a device and the inductance of the magnetic fluid is measured.
この場合の交流電流は、電流の0.1〜10mA、周波
数IKHz 〜100 MHz程度とする。In this case, the alternating current has a current of 0.1 to 10 mA and a frequency of about IKHz to 100 MHz.
そして、このインダクタンスは傾斜角とともに変化する
。 すなわち、傾斜に応じて磁性流体め体積が増減し、
それに伴ってインダクタンスが変化するものである。This inductance then changes with the tilt angle. In other words, the volume of the magnetic fluid increases or decreases depending on the slope.
The inductance changes accordingly.
従って、このインダクタンスを検知することにより傾斜
角が検出される。Therefore, the tilt angle is detected by detecting this inductance.
インダクタンスの検出および傾斜角の算出や表示は公知
の手段によればよい。Detection of inductance and calculation and display of inclination angle may be performed by known means.
例えば、第3図に示すように、
発振器時リミッタ時微分回路−単安定回路→積分回路峙
変換回路(対数、逆数)−表示回路のように信号処理を
行えばよい。For example, as shown in FIG. 3, signal processing may be performed as follows: oscillator time limiter time differentiation circuit - monostable circuit -> integration circuit - square conversion circuit (logarithm, reciprocal) - display circuit.
なお、第1図の例では、コイルを片側に巻回し、コイル
のインダクタンスにより傾斜角を算出しているが、さら
に検出精度を向上させるために、必要に応じ、第2図に
示すようにコイルは左右対称にコイル31.32として
2つ巻回してもよい。 この場合には、両コイルのイン
ダクタンスの差により傾斜角を算出するために検出感度
の向上を一段とはかることが可能となる。In the example shown in Figure 1, the coil is wound on one side and the inclination angle is calculated from the inductance of the coil, but in order to further improve detection accuracy, the coil may be wound as shown in Figure 2. may be wound symmetrically into two coils 31 and 32. In this case, since the inclination angle is calculated based on the difference in inductance between both coils, detection sensitivity can be further improved.
また、第1図に示すようにコイルが片側だけの場合の傾
斜角の測定範囲は±90°であるが、第2図に示すよう
にコイルを左右対称に2つ設けた場合は±180°とな
り検出角度の範囲も広がる。Also, as shown in Figure 1, the measurement range of the inclination angle is ±90° when the coil is only on one side, but when two coils are installed symmetrically as shown in Figure 2, it is ±180°. As a result, the range of detection angles is also expanded.
本発明に用いる磁性流体としては、従来の酸化物磁性材
料(マグネタイト、Fe304)の微粒子を表面活性剤
で処理して、油類、水等の中にコロイド状に分散させた
もの、あるいは、本出願人によって出願された金属微粒
子を種々の界面活性剤を用いて適当な媒体中に分散させ
たもの(特願昭59−159930号、同59−187
164号、同59−194321号、同59−1943
22号、同59−194985号)など、いずれを用い
てもよい。The magnetic fluid used in the present invention may be one obtained by treating fine particles of conventional oxide magnetic material (magnetite, Fe304) with a surfactant and dispersing it in colloidal form in oil, water, etc.; Metal fine particles are dispersed in a suitable medium using various surfactants (Japanese Patent Application No. 59-159930, No. 59-187) filed by the applicant.
No. 164, No. 59-194321, No. 59-1943
No. 22, No. 59-194985), etc. may be used.
なかでも、飽和磁化が高いことなどから金属微粒子を用
いたものが好ましい。Among these, those using fine metal particles are preferred because of their high saturation magnetization.
金属微粒子としてはコバルトまたは鉄の金属微粒子を用
いる。Cobalt or iron metal particles are used as the metal particles.
粒径は、コバルト金属微粒子の場合70〜120人、鉄
金属微粒子の場合10〜100人とする。The particle size is 70 to 120 particles in the case of cobalt metal particles, and 10 to 100 particles in the case of iron metal particles.
強磁性微粒子を液体中で分散させることが不可決であり
、その磁気的凝集力に打ち勝つようにする必要があるか
らである。This is because it is impossible to disperse ferromagnetic fine particles in a liquid, and it is necessary to overcome their magnetic cohesive force.
そして、磁性流体は、金属微粒子の酸化を防止するため
に、通常酸化防止剤を含ませることが好ましい。The magnetic fluid usually preferably contains an antioxidant in order to prevent oxidation of the metal particles.
用いる酸化防止剤は、油溶性の一般的なものでよいが、
特に、トコフェロールが好適である。The antioxidant used may be a general oil-soluble one, but
Particularly suitable is tocopherol.
トコフェロールとしては、特に、下記式[1]で示すれ
るDL−α−トコフェロールが好ましい。As tocopherol, DL-α-tocopherol represented by the following formula [1] is particularly preferable.
[II
こ磁化、β−トコフェロール、γ−トコフェロール、δ
−トコフェロール、d−α−トコフェロールも使用可能
である。[II magnetization, β-tocopherol, γ-tocopherol, δ
-tocopherol, d-α-tocopherol can also be used.
添加される酸化防止剤は、金属微粒子に対して0.5〜
3重量%である。The amount of antioxidant added is 0.5 to 0.5 to
It is 3% by weight.
これは、Q、5gL量%未満では実効がなく、3重量%
をこえると磁気特性的に悪影響が生じるためである。This is not effective if Q is less than 5gL, and 3% by weight.
This is because if it exceeds this, there will be an adverse effect on the magnetic properties.
このような磁性流体では、目的に応じて種々の媒体を用
いることができる。Various media can be used for such magnetic fluid depending on the purpose.
用いる媒体としては、低沸点溶媒である炭化水素系媒体
や、高沸点溶媒であるジカルボン酸ジエステル系媒体も
しくは脂肪酸飽和炭化水素系媒体が挙げられる。Examples of the medium used include a hydrocarbon medium which is a low boiling point solvent, and a dicarboxylic acid diester medium or a fatty acid saturated hydrocarbon medium which is a high boiling point solvent.
媒体として用いる炭化水素は、炭“素原子数7〜22の
ものが好ましく、パラフィンないしオレフィン系、例え
ばケロシン、芳香族系1例えばトルエン、キシレン等が
使用可能である。The hydrocarbon used as the medium preferably has 7 to 22 carbon atoms, and paraffin to olefin types such as kerosene, and aromatic types such as toluene and xylene can be used.
炭化水素系媒体は、金属微粒子に対し、50〜250重
量%含まれる。The hydrocarbon medium is contained in an amount of 50 to 250% by weight based on the metal fine particles.
ジカルボン酸ジエステルとしては、炭素原子数6〜10
の脂肪族飽和ジカルボン酸の炭素原子数3〜10の脂肪
族飽和アルコールのジエステルが好適であり、これは、
下記式[II ]で示される。The dicarboxylic acid diester has 6 to 10 carbon atoms.
Diesters of aliphatic saturated dicarboxylic acids and aliphatic saturated alcohols having from 3 to 10 carbon atoms are preferred, which are
It is represented by the following formula [II].
[II ] ROOC(CH2)n C0OR 上記式[II ]において、n=4〜8であり。[II] ROOC(CH2)n C0OR In the above formula [II], n=4 to 8.
脂肪族飽和ジカルボン酸としては、n=4のアジピン酸
、n=7の7ゼライン酸もしくはn=8のセバシン酸が
好ましい。As the aliphatic saturated dicarboxylic acid, adipic acid with n=4, 7gelaic acid with n=7 or sebacic acid with n=8 are preferred.
Rは、脂肪族飽和炭化水素基であり、炭素原子数が3〜
10.4′¥に8のオクチル基であることが好ましい。R is an aliphatic saturated hydrocarbon group having 3 to 3 carbon atoms;
Preferably, there are 8 octyl groups in 10.4'\.
例えば、下記の1種以上が好適である。For example, one or more of the following are suitable.
;)アジピン酸ジオクチル
i+ )セバシン酸ジオクチル
i′i)アゼライン酸ジ(2−エチルヘキシル)ジカル
ボン酸ジエステル系媒体は、金属微粒子に対し、100
〜800重量%含まれる。;) Dioctyl adipate i+ ) Dioctyl sebacate i'i) Di(2-ethylhexyl) azelaate dicarboxylic acid diester medium is 100%
Contains ~800% by weight.
ジエステル系媒体の代わりに、あるいはこれに加え、溶
媒として脂肪族飽和炭化水素系媒体の1種以上を用いる
ことができる。Instead of or in addition to the diester medium, one or more aliphatic saturated hydrocarbon media can be used as a solvent.
この場合、炭素原子fi19〜30 、′)ものが好ま
しい。In this case, carbon atoms fi19-30,') are preferred.
以)゛に好適な化合物を挙げる。Listed below are compounds suitable for ().
i)ブリスタン
((C)l ) C)1(C13)3CM(CH3)(
CH3)30H(C)13)(OH3)3CH(CH3
)2)
ii )スクワラン
((C:)l ) C)I(C)l ) C)1(CH
3)(CH2)3C:)l(C)!3)CH2CH2)
2
市)α−オレフィンオリゴマー
(nは1〜4、特に1または2.Rは炭素原子数2〜1
2、特に6程度のアルキル基1例えば5yncelan
e30 、 日光ケミカルズ■製)これら脂肪族飽和
炭化水素系媒体の1種またt第2種以上は、金属微粒子
に対して、必要に応じて加えられるジエステル系との総
計で50〜300π1五%含まれる。i) Bristane ((C)l) C)1(C13)3CM(CH3)(
CH3)30H(C)13)(OH3)3CH(CH3
)2) ii) Squalane ((C:)l ) C)I(C)l ) C)1(CH
3)(CH2)3C:)l(C)! 3) CH2CH2)
2) α-olefin oligomer (n is 1 to 4, especially 1 or 2.R is 2 to 1 carbon atoms)
2, especially an alkyl group of the order of 6 1 e.g. 5yncelan
e30, manufactured by Nikko Chemicals ■) One of these aliphatic saturated hydrocarbon media or the second or more type contains a total of 50 to 300π15% of the metal fine particles together with the diester system added as necessary. It will be done.
なお、ジカルボン酸ジエステル系または脂肪酸飽和炭化
水素系等の高沸点溶媒に加え、あるいはこれにかえ、こ
の媒体として、特に炭化水素系の低沸点溶媒を用いるこ
とができる。In addition to or instead of a high boiling point solvent such as a dicarboxylic acid diester type or a fatty acid saturated hydrocarbon type, a low boiling point solvent, especially a hydrocarbon type, can be used as this medium.
媒体として用いる炭化水素は、上記の炭素原子数7〜2
2のものが好ましく、パラフィンないしオレフィン系1
例えばケロシン、芳香族系、例えばトルエン、キシレン
等が使用可能である。The hydrocarbon used as the medium has 7 to 2 carbon atoms as described above.
2 is preferable, and paraffin or olefin type 1
For example, kerosene, aromatic systems such as toluene, xylene, etc. can be used.
なお、これら媒体のklNは、金属微粒子に対し、50
〜300重量%含まれる。Note that the klN of these media is 50
Contains ~300% by weight.
また、金属微粒子を媒体に分散させるために、媒体に応
じて種々の界面活性剤を用いる。Further, in order to disperse metal fine particles in a medium, various surfactants are used depending on the medium.
低沸点溶媒としての炭化水素系媒体には、脂肪酸エステ
ル系の非イオン界面活性剤あるいはリン脂質であるレシ
チンを用いることが好ましい。It is preferable to use a fatty acid ester nonionic surfactant or a phospholipid lecithin as the hydrocarbon medium as a low boiling point solvent.
非イオン系の界面活性剤は、ポリグリセリンあるいはソ
ルビタンの脂肪酸エステルの1種以上からなるものが好
ましい。The nonionic surfactant is preferably one or more of polyglycerin or sorbitan fatty acid ester.
ポリグリセリンの脂肪酸エステルは、下記式%式%
[]
上記式[IV]において、Rは飽和または不飽和の脂肪
酸系のアシル基または水素である。The fatty acid ester of polyglycerin is represented by the following formula % Formula % [ ] In the above formula [IV], R is a saturated or unsaturated fatty acid acyl group or hydrogen.
また、nは正の整数である。 なお、Rがアシル基であ
る場合、複数のRは場合によっては異なるものであって
もよいが、通常は同一である。Further, n is a positive integer. In addition, when R is an acyl group, the plurality of R's may be different depending on the case, but are usually the same.
ポリグリセリンの脂肪酸エステルでは、ポリグリセリン
の重合度が2〜10、つまりn=0〜8であり、より好
ましくはn;4〜8であることが好ましい。In the fatty acid ester of polyglycerin, the degree of polymerization of polyglycerin is preferably 2 to 10, that is, n=0 to 8, more preferably n; 4 to 8.
また、これらは脂肪酸の部分エステルであることが好ま
しい。 この場合、エステル化率は25〜85%程度と
する。Moreover, these are preferably partial esters of fatty acids. In this case, the esterification rate is approximately 25 to 85%.
ソルビタンの脂肪酸エステルとしては、l。As a fatty acid ester of sorbitan, l.
5−ソルビタン、1.4−ソルビタン等の脂肪酸のモノ
、セスキ(モノとジの混合体)ないレジエステル等であ
ってよい。It may be a mono- or sesqui (mixture of mono and di) fatty acid resins such as 5-sorbitan and 1,4-sorbitan.
ただ、これらのうちでは[Vlおよび[V1]で示され
る1、5−ソルビタンまたは1,4−ソルビタンの脂肪
酸のモノないしセス午エステルが好ましい。However, among these, 1,5-sorbitan or 1,4-sorbitan fatty acid mono- or esters represented by [Vl and [V1] are preferred.
[Vl
晶
[■コ
リ
上記式[V] または[■]において、Rは飽和または
不飽和の脂肪酸系のアシル基である。[Vl Crystal [■ Cory] In the above formula [V] or [■], R is a saturated or unsaturated fatty acid-based acyl group.
これら脂肪酸エステルは、炭素原子数が10〜18、特
に18の脂肪酸、すなわち、ステアリン酸、インステア
リン酸またはオレイン酸のエステルが好ましい。These fatty acid esters are preferably esters of fatty acids having 10 to 18, especially 18 carbon atoms, ie stearic acid, instearic acid or oleic acid.
なお、以上のエステルとしては市販のものを用いればよ
い。Note that commercially available esters may be used as the above esters.
これらの界面活性剤を得るために金属微粒子を加えれば
、高い飽和磁化を得るために金属微粒子を高濃度にする
ことによって生じる磁性流体の固化をかなりの程度まで
防止することができる。By adding fine metal particles to obtain these surfactants, it is possible to prevent to a considerable extent the solidification of the magnetic fluid that occurs when fine metal particles are used at a high concentration to obtain high saturation magnetization.
以下に用いる界面活性剤の具体例を挙げる。Specific examples of the surfactants used are listed below.
1)ポリグリセリン脂肪酸エステル
i)デカグリセリルペンタオレート
ii)デカグリセリルペンタステアレート苗)デカグリ
セリルペンタイソステアレートlマ)デカグリセリルへ
ブタステアレートV)デカグリセリルへブタイソステア
レー1・マl)デカグリセリルへブタオレート
マi+ )デカグリセリルデ力インステアレートマm)
デカグリセリルデカステアレートix)デカグリセリル
デカオレート
X)ジグリセリルモアオレート
xi)ジグリセリルジオレート
wit)テトラグリセリルトリステアレー1・x苗)テ
トラグリセリルテトラステアレートx1マ)テトラグリ
セリルペンタオレー1・XV)ヘキサグリセリルペンス
テアレート!マi)へキサグリセリルペンタオレートz
vii)ヘキサグリセリルペンタステアレート2)ソル
ビタン不飽和脂肪酸エステル
1)1,5−ソルビタンモノオレート
1i)1.4−ソルビタンモノオレート■)1.4−ソ
ルビタンモノステアレートiv) 1.4−ソルビタン
モノイソステアレートv)1.4−ソルビタンモノオレ
ート
マi) 1.4−ソルビタンセスキイソステアレートな
お、この場合、これらの界面活性剤を2種以上用いても
よい。1) Polyglycerin fatty acid ester i) Decaglyceryl pentaolate ii) Decaglyceryl pentastearate Seedling) Decaglyceryl pentaisostearate lma) Decaglyceryl hebutastearate V) Decaglyceryl hebutaisostearate 1, mal) Deca Glyceryl hebutaoleate mai+) Decaglyceryl decoin stearate ma)
Decaglyceryl decastearate ix) Decaglyceryl decaolate Hexaglycerylpenstearate! My) Hexaglyceryl pentaolate z
vii) Hexaglyceryl pentastearate 2) Sorbitan unsaturated fatty acid ester 1) 1,5-sorbitan monooleate 1i) 1,4-sorbitan monooleate ■) 1,4-sorbitan monostearate iv) 1,4-sorbitan monooleate Isostearate v) 1,4-sorbitan monooleate (i) 1,4-sorbitan sesquiisostearate In this case, two or more of these surfactants may be used.
添加するこれらの界面活性剤は、金属微粒子に対して6
0重量%以下、特に25〜60重量%程度である。These surfactants to be added have a 6%
It is 0% by weight or less, particularly about 25 to 60% by weight.
25重量%未満では実効がなく、60重量%をこえると
、反応後、冷却段階で金属微粒子の凝集、沈降がおきて
くる。If it is less than 25% by weight, it is not effective, and if it exceeds 60% by weight, agglomeration and sedimentation of metal fine particles will occur during the cooling stage after the reaction.
また、これらに加え、あるいはこれらにかえ、界面活性
剤として用いるリン脂質のレシチンは、大豆より得られ
たもので、天然のもの。In addition to or in place of these, lecithin, a phospholipid used as a surfactant, is obtained from soybeans and is a natural product.
あるいはこれを精製したもののいずれであってもよく、
下記式[■]で示される。Or it may be a refined version of this,
It is represented by the following formula [■].
[■]レシチン(ホスファチジルコリン)上記式[■]
において、R1およびR2は、飽和または不飽和脂肪酸
である。 すなわち、パルミチン酸、ステアリン酸、オ
レイン酸、リノール酸、リルン酸等、炭素原子数15〜
18のものである。[■] Lecithin (phosphatidylcholine) above formula [■]
In, R1 and R2 are saturated or unsaturated fatty acids. That is, palmitic acid, stearic acid, oleic acid, linoleic acid, lylunic acid, etc., having 15 or more carbon atoms.
18.
なお、R,とR2は異なっていても、同じであってもよ
い。Note that R and R2 may be different or the same.
このような界面活性剤の添加量は、金属微粒子に対して
250重量%以下、特に60〜250!!!量%程度で
ある。The amount of such surfactant added is 250% by weight or less, especially 60 to 250% by weight based on the metal fine particles. ! ! The amount is about %.
なお、レシチンは市販のものを用いればよい。Note that commercially available lecithin may be used.
これらは、特に低沸点溶媒とともに用いて有効である。These are particularly effective when used with low boiling point solvents.
低揮発性溶媒、特にジカルボン酸ジエステル系媒体には
、界面活性剤としてコ/Sルト金属微粒子の場合は非イ
オン性界面活性剤あるいは油溶性の陰イオン界面活性剤
の1種以上が好ましい。For low-volatile solvents, especially dicarboxylic acid diester media, one or more types of surfactants such as nonionic surfactants or oil-soluble anionic surfactants are preferred in the case of C/S metal fine particles.
非イオン性界面活性剤としては、前記式[■]で示され
るポリグリセリンの脂肪酸エステルが好ましい、 特に
オレイン醜エステルが好適である。As the nonionic surfactant, fatty acid esters of polyglycerin represented by the above formula [■] are preferred, and oleic esters are particularly preferred.
また、非イオン界面活性剤としては、下記式[■]で示
されるポリエチレンゲルコールのアルキルエーテルが好
適である。Further, as the nonionic surfactant, an alkyl ether of polyethylene gelcol represented by the following formula [■] is suitable.
[VII[]
R−0−(CH2CH20) n H
上記式[VII[]において、Rは不飽和アルキル基で
ある。 また、nは1〜3である。[VII[] R-0-(CH2CH20) n H In the above formula [VII[], R is an unsaturated alkyl group. Moreover, n is 1-3.
これらは、nの異なる混合物として市販されているが、
下記のものが好ましい。These are commercially available as mixtures with different n.
The following are preferred.
1)ジオキシエチレルイルエーテル
ii)ノイゲンET69(ポリエチレングリコールオレ
イルエーテル、第1工業製薬株式会社製、オレイルアル
コールに対してエチレングリコールが2.3モル混入)
畜)ノイゲンET89(同上、オレイルアルコールに対
してエチレングリコールが3.8モル混入)
油溶性陰イオン界面活性剤としてはスルホコハク酸エス
テルが好ましく、これは下記式%式%
[]
上記式[IX]において、Rは脂肪族飽和炭化水素基で
あり、炭素原子数8の2−エチルヘキシル基であること
が好ましい。 また、Yは、Na、に等のアルカリ金属
または水素である。1) Dioxyethylelyl ether ii) Neugen ET69 (polyethylene glycol oleyl ether, manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., 2.3 moles of ethylene glycol mixed in with oleyl alcohol) (containing 3.8 moles of ethylene glycol) The oil-soluble anionic surfactant is preferably a sulfosuccinate ester, which is represented by the following formula % formula % [] In the above formula [IX], R is an aliphatic saturated hydrocarbon group. 2-ethylhexyl group having 8 carbon atoms is preferred. Further, Y is an alkali metal such as Na or hydrogen or hydrogen.
添加するこれらの界面活性剤は金属微粒子に対し、5〜
20重量%程度である。These surfactants to be added are
It is about 20% by weight.
5重量%未満では実効がなく、20重量%をこえると、
ペースト状になり、分散しなくなる。It is not effective if it is less than 5% by weight, and if it exceeds 20% by weight,
It will become pasty and will not disperse.
また、鉄金属微粒子の場合は、前述のリン脂質であるレ
シチンを界面活性剤として用いればよい。Furthermore, in the case of iron metal fine particles, lecithin, which is the aforementioned phospholipid, may be used as a surfactant.
添加する界面活性剤は金属微粒子に対し、100重量%
以下、50〜100重量%程度である。The amount of surfactant added is 100% by weight based on the metal fine particles.
Below, it is about 50 to 100% by weight.
50重量%未満では実効がなく、100重量%を越える
と、ペースト状で分散しない。If it is less than 50% by weight, it is not effective, and if it exceeds 100% by weight, it becomes pasty and cannot be dispersed.
低揮発性溶媒である脂肪族飽和炭化水素系媒体には、界
面活性剤として前述の非イオン界面活性剤(ポリグリセ
リン脂肪酸エステル、ポリエチレングリコールのアルキ
ルエーテル)あるいは油溶性の陰イオン界面活性剤であ
るスルホコハク酸エステルを用いればよい。For aliphatic saturated hydrocarbon media, which are low-volatility solvents, the above-mentioned nonionic surfactants (polyglycerin fatty acid esters, alkyl ethers of polyethylene glycol) or oil-soluble anionic surfactants can be used as surfactants. A sulfosuccinic acid ester may be used.
添加する界面活性剤は、金属微粒子に対し20重量%以
下、特に5〜20重量%程度である。The amount of the surfactant added is 20% by weight or less, particularly about 5 to 20% by weight, based on the metal fine particles.
5重量%未満では実効がなく、20重量%をこえると、
ペースト状になり分散しない。It is not effective if it is less than 5% by weight, and if it exceeds 20% by weight,
It becomes a paste and does not disperse.
金属カルボニルとしては、コバルトの場合CO2(Co
)8.鉄の場合Fe(Co)5を用いればよい。In the case of cobalt, CO2 (Co
)8. In the case of iron, Fe(Co)5 may be used.
また、熱分解温度は、コバルトの場合140〜160℃
、鉄の場合140−180℃とし、熱分解時間は、コバ
ルトの場合2〜4時間程度とする。 温度および時間に
ついては、金属の濃度によって適宜変更すればよい。In addition, the thermal decomposition temperature is 140 to 160°C in the case of cobalt.
In the case of iron, the temperature is 140-180°C, and the thermal decomposition time is about 2 to 4 hours in the case of cobalt. The temperature and time may be changed as appropriate depending on the metal concentration.
なお、低揮発性溶媒を用いる場合には、一旦微粒子の低
沸点溶媒による分散組成物を作製し、これに極性溶媒な
いし不溶性溶媒を添加し、微粒子を凝集させ、これを界
面活性剤を含む低揮発性溶媒にて再分散してもよい。When using a low-volatile solvent, a dispersion composition of fine particles in a low-boiling solvent is first prepared, a polar solvent or an insoluble solvent is added to this, the fine particles are agglomerated, and this is dispersed in a low-boiling solvent containing a surfactant. It may be redispersed in a volatile solvent.
このような磁性流体は、所定の容器に入れておく必要が
ある。 そして、容器内はアルゴン、窒素等の不活性ガ
スで置換することが好ましい。Such magnetic fluid must be kept in a predetermined container. The inside of the container is preferably replaced with an inert gas such as argon or nitrogen.
■ 発明の具体的作用効果
本発明によれば、磁性流体を一部に封入した輪状容器に
コイルを巻回し、インダクタンスの変化量により傾斜角
を測定しているため、インダクタンスの変化量と傾斜角
とが広範囲で直線関係となり、その結果読み取り信号の
処理が容易でその回路設計も非常に簡単で、しかも感度
が良好な傾斜センサが得られる。■Specific effects of the invention According to the present invention, a coil is wound around a ring-shaped container partially filled with magnetic fluid, and the inclination angle is measured based on the amount of change in inductance. has a linear relationship over a wide range, and as a result, a tilt sensor with easy processing of read signals, very simple circuit design, and good sensitivity can be obtained.
そして磁性流体にコバルトあるいは鉄の金属微粒子を種
々の界面活性剤を用いて炭化水素系媒体に分散させたも
のを用いているため、上記の直線の傾きが大きくなり、
感度が一段と向上する。Since the magnetic fluid is made of cobalt or iron metal fine particles dispersed in a hydrocarbon medium using various surfactants, the slope of the above straight line becomes large.
Sensitivity is further improved.
■ 発明の具体的実施例
以下、本発明の具体的実施例を示し、本発明をさらに詳
細に説明する。(2) Specific Examples of the Invention Hereinafter, specific examples of the present invention will be shown and the present invention will be explained in more detail.
実施例 まず、磁性流体の作り方について述べ る。Example First, I will explain how to make magnetic fluid. Ru.
デカグリセリルへブタオレート12gおよび酸化防止剤
DL−α−トコフェロール2gをケロシン媒30gに溶
解させた溶液を、冷却器、温度計、攪拌装置をつけた三
つロフラスコに入れた。 これに、オクタカルボニルジ
コバルトCQ2 (Co)11を120g加えた。A solution of 12 g of decaglyceryl hebutaolate and 2 g of the antioxidant DL-α-tocopherol dissolved in 30 g of kerosene medium was placed in a three-necked flask equipped with a condenser, a thermometer, and a stirring device. To this was added 120 g of octacarbonyl dicobalt CQ2 (Co)11.
この混合溶液を攪拌しながら、マントルヒーターで徐々
に加熱し、還流を行ないながらコバルトカルボニルの熱
分解を行った。This mixed solution was gradually heated with a mantle heater while stirring, and cobalt carbonyl was thermally decomposed while refluxing.
この際、冷却器上部から分解してできたCOが発生する
。 このCOの発生は、PdCl2溶液(アセトン:水
=1:l)に通すことによって確認した。 すなわち、
橙色のPdCl2溶液はCOの導入により黒色に変化す
るからである。At this time, CO decomposed from the upper part of the cooler is generated. This generation of CO was confirmed by passing it through a PdCl2 solution (acetone:water=1:l). That is,
This is because the orange PdCl2 solution changes to black due to the introduction of CO.
COの発生が終了してから、約30分間攪拌を続けた後
、冷却した。 これにより、黒色の溶液ができた。 こ
の黒色の溶液を6000rpmの遠心下で1時間遠心分
離を行った。 しかし、この時、はとんど分離争沈降
はなかった。After the generation of CO ended, stirring was continued for about 30 minutes, and then the mixture was cooled. This resulted in a black solution. This black solution was centrifuged at 6000 rpm for 1 hour. However, at this time, there was almost no separatist conflict.
次に、上記のようにして作った磁性流体を、第1図に示
すように、円形の輪状容器(材質テフロン;中空部の断
面の内径3mm;輪状体の外径および内径50mm、
40mm)にその体積の50%に相当する量を封入した
。 そして、基べζ線Sの片側に、500タ一ン巻線を
施し、交流電流(IKHz 、 0 、5mA)を印加
し、傾斜角とインダクタンスの変化量との関係を調べた
。Next, as shown in Fig. 1, the magnetic fluid produced as described above was placed in a circular annular container (material: Teflon; inner diameter of the cross section of the hollow part: 3 mm; outer and inner diameters of the annular body: 50 mm,
40 mm) in an amount equivalent to 50% of its volume. Then, a 500-turn winding was applied to one side of the base ζ wire S, an alternating current (IKHz, 0, 5 mA) was applied, and the relationship between the inclination angle and the amount of change in inductance was investigated.
結果を第4図に示す。The results are shown in Figure 4.
また、従来のように棒状の容器(材質パイレックス;内
径8+om;長さ40 m+a)に上記の磁性流体を上
記容器の体積の50%に相当する量を封入した。 そし
て、そのものの右側と左側のうちの一方に300タ一ン
巻線を施し、交流電流(lKHz、5履A)を印加し、
傾斜角とインダクタンスの変化量との関係を調べた。Further, as in the prior art, the above magnetic fluid was sealed in a rod-shaped container (made of Pyrex; inner diameter: 8+ om; length: 40 m+a) in an amount corresponding to 50% of the volume of the container. Then, a 300-turn winding was applied to one of the right and left sides of the thing, and an alternating current (1KHz, 5A) was applied.
The relationship between the angle of inclination and the amount of change in inductance was investigated.
結果を第5図に示す。The results are shown in Figure 5.
以上の結果より本発明の効果は明らかである。From the above results, the effects of the present invention are clear.
第1図、および第2図は、それぞれ本発明の傾斜センサ
の概略図である。
第3図は、第1・図に示す本発明の傾斜センサを用いた
場合のブロック図である。
第4図は第1図に示す本発明の傾斜センサを用いた場合
の傾斜角とインダクタンスとの関係を示すグラフである
。
第5図は従来の傾斜センサを用いた場合の傾斜角とイン
ダクタンスとの関係を示すグラフである。
符号の説明
1・・・輪状容器、
2・・・磁性流体、
31.32・・・コイル
FIG、2
脅 剰 角/度1 and 2 are schematic diagrams of the tilt sensor of the present invention, respectively. FIG. 3 is a block diagram when the inclination sensor of the present invention shown in FIG. 1 is used. FIG. 4 is a graph showing the relationship between inclination angle and inductance when the inclination sensor of the present invention shown in FIG. 1 is used. FIG. 5 is a graph showing the relationship between tilt angle and inductance when a conventional tilt sensor is used. Explanation of symbols 1...Annular container, 2...Magnetic fluid, 31.32...Coil FIG, 2 Threat angle/degree
Claims (1)
にコイルを巻回し、インダクタンスの変化量により傾斜
角を測定するように構成したことを特徴とする傾斜セン
サ。(1) A tilt sensor characterized in that a coil is wound around a ring-shaped container in which a part of the ring-shaped hollow part is filled with magnetic fluid, and the tilt angle is measured based on the amount of change in inductance.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1986986A JPS62177411A (en) | 1986-01-31 | 1986-01-31 | Tilt sensor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1986986A JPS62177411A (en) | 1986-01-31 | 1986-01-31 | Tilt sensor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62177411A true JPS62177411A (en) | 1987-08-04 |
Family
ID=12011223
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1986986A Pending JPS62177411A (en) | 1986-01-31 | 1986-01-31 | Tilt sensor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62177411A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4932132A (en) * | 1989-03-01 | 1990-06-12 | Technical Research Associates, Inc. | Electronic level apparatus and method |
US6725554B1 (en) * | 1999-08-13 | 2004-04-27 | Boris Gersak | Electronic spirit level for measurement of inclination-execution of electric resistors and conductors |
-
1986
- 1986-01-31 JP JP1986986A patent/JPS62177411A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4932132A (en) * | 1989-03-01 | 1990-06-12 | Technical Research Associates, Inc. | Electronic level apparatus and method |
US6725554B1 (en) * | 1999-08-13 | 2004-04-27 | Boris Gersak | Electronic spirit level for measurement of inclination-execution of electric resistors and conductors |
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