JPS62232534A

JPS62232534A - 滴測計

Info

Publication number: JPS62232534A
Application number: JP61075093A
Authority: JP
Inventors: Ryusaburo Koreeda; 是枝　隆三郎
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1986-04-01
Filing date: 1986-04-01
Publication date: 1987-10-13
Anticipated expiration: 2011-03-04
Also published as: JPH0820354B2

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。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、油性の潤滑油、界面活性剤および水溶性作動
液、加工液、界面活性剤などの試液の表面張力、粘度、
濃度（密度）などを自動的に測定する滴測計に関する。

〔従来技術とその問題点〕

前述した潤滑油はその粘度により潤滑性能が異なるため
使用にあたっては粘度を調整する必要があるし、また界
面活性剤や離型剤、乳化剤、表面処理液などは使用にあ
たってその濃度を調整する必要がある。

ところが従来、前述した潤滑油などの場合、その潤滑油
の定量の滴下速度または液中の球の落下速度などにより
粘度を、また水溶性の界面活性剤などにあっては、試薬
を用いて、酸、アルカリに中和させたＯ　ｌ−１の値で
濃度などの測定を人手により行ない、この測定結果から
試液の粘度または濃度などを算出していたため測定時間
が１％　＜　Ｉｔ）す、また人手を介する測定であるた
め誤差が大きく、濃度管理の不備による製品品質の不良
が多かった。

〔発明の目的〕

本発明は、このような点に鑑み、試液の表面張力、粘度
、濃度などを短時間のうちに正確にしかも自動的に測定
することのできる滴測計を提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

本発明は、試液を定量供給する供給部と、この供給部か
ら供給された試液を間隙から漏出して液滴を形成する液
滴形成部と、この液滴形成部の下方に配設され液滴形成
部から滴下した液滴を検出する検出部と、この検出部か
らの検出信号に基いて試液の表面張力、粘度、濃度など
を演算する演算回路とを有することを特徴としている。

〔発明の実ＩＭ例〕

以下、本発明を図面に示す実施例により説明する。

第１図は本発明の実施例を示すものであり、滴測計本体
１は、下半部２とこの上方に嵌合される上半部３とによ
り構成されており、このうち上半部３は、液切れを良好
にするためポリ四フフ化エチレンにより形成されるか、
あるいはポリ四フッ化エチレンにより被覆されている。

前記下半部２の中央部には上面から下方に延在する穴４
が形成されており、この穴４の下端には、外部に導出さ
れた排液管５が接続されている。一方、前記上半部３の
中央部には、前記下半部２の穴４に合致する穴６が下面
から上方に延在するように形成されており、両穴４，６
により内部空所７が形成されることになる。

前記上半部３には、内部空所７内に臨むほぼ円錐形の突
起８が一体に！設されており、この突起８の先端部には
、第２図に詳示するように球面状の凹部９が形成され、
この凹部９の外周には環状エツジ１０が形成されること
になる。この四部９の中央部から上半部３の上端にかけ
て上下方向の貫通孔１１が穿設されており、この貫通孔
１１の上下方向の中間位置の外周には大径の液溜り１２
が形成され、ざらにこの液溜り１２に連通し液溜り１２
に試液を供給する傾斜状の液通路１３が上半部３内に埋
設されている。この液通路１３の端部には液供給管１４
が一体に接続されており、この液供給管１４には液定量
供給槽１５から試液が供給されるようになっている。こ
の液定量供給槽１５は大気に開放されており、この液定
量供給槽１５には、図示しない定量ポンプなどの定量供
給装置から定量の試液が自動的に供給されるか、あるい
は手動により定量の試液が供給されるようになっている
。また、液定量供給槽１５の上流側には、測定精度を低
下させる原因となる試液中のごみを除去するためのメン
ブレンフィルタ（濾過膜）（図示せず）が交換可能に張
設されている。前記液供給管１４の外周にはヒータ１６
が巻回されており、内部を通過する試液の温度を調節し
うるようになっている。

前記液溜り１２から前記凹部９までの貫通孔１１の外周
には、第３図に詳示するように、相互に９０度ずつの角
度を隔てて４本の液通路１７゜１７・・・が形成されて
いる。また、前記貫通孔１１内には、−例としてガラス
製の棒体１８が挿通されており、この棒体１８の下端に
は、同じく一例としてガラス製の球体１９が突設されて
いる。この球体１９の外径は、前記四部９の直径より大
きくされている。前記滴測計本体１の上面には、図示し
ないモータなどを備えるかあるいは手動による昇降装置
２０が配設されており、この昇降装置２０により前記棒
体１８が上下動されて前記凹部９の環状エツジ１０と球
体１９との間隙が調節されるようになっている。

前記下半部２には、第４図に詳示するように、相互に９
０度ずつの角度を隔てて４木の水平方向の貫通孔２１Ａ
、２１８．２ＩＣ，２１Ｄがそれぞれ下半部２の半径方
向に形成されている。したがって貫通孔２１Ａと２１Ｃ
また貫通孔２１Ｂと２−Ｉ　Ｄの軸線は合致している。

これらのうち貫通孔２ＩＡ内には、液滴の数およびその
滴下間隔を測定するのに必要な発光素子の一例としての
発光ダイオード２２が配設されており、この発光ダイオ
ード２２からの光は前記球体１９の直下を通過して貫通
孔２ｉＣ内に導入されるようになっている。この貫通孔
２１Ｃ内には、前記発光ダイオード２２からの光を受け
る受光素子の一例としてのフォトトランジスタ２３が配
設されている。このフォトトランジスタ２３の出力信号
は、第５図に示すように、フリップフロップ２４に入力
され、さらにこのフリップ７０ツブ２４の出力信号がカ
ウンタ２５に入力されるようになっている。このように
フォトトランジスタ２３の出力信号をフリップフロップ
２４を介してカウンタ２５に入力するのは液滴の間隔を
測定する場合であり、液滴の数を計数する場合には、第
５図に破線で示すように、フォトトランジスタ２３の出
力信号を直接カウンタ２５に入力すればよい。

前記カウンタ２５の出力信号は、演算器２６に入力され
るようになっており、この演算器２６において液滴の間
隔ｂｔ、＜は液滴の数に基づいて試液の表面張力、粘度
、濃度などの特性が演算されるようになっている。一方
、試液の温度を検出するサーミスタのような温度検出器
２７が第１図の滴測計本体１の上半部３内に例えばガラ
ス製の球体１９と棒体１８の内部に埋設されており、こ
の温度検出器２７の出力信号が発振周波数を可変とされ
た発振器２８に入力されるようになっている。

また、この発振器２８の出力信号が前記演算器２６に入
力されるようになっており、この演算器２６内において
基準温度（油においては４０℃）における試液の表面張
力、粘度、濃度などの特性が演算されるようになってい
る。ざらに、前記演算器２６の出力信号は、試液の特性
を記録するレコーダ２９、特性を表示する表示装置３０
および試液の濃度調節をするための制御器３１に入力さ
れるようになっている。なお、前記温度検出器２７に代
えて前記棒体１８および球体１９を水銀温度計として、
この水銀柱の高さを滴測計本体１内に埋設されたフォト
センサにより測定することにより試液の温度を検出する
ようにしてもよい。

前記滴測計本体１の下半部２の貫通孔２１Ｂ内には、液
滴の粒径を測定するのに必要なランプ３２および凹レン
ズ３３が配設されており、このランプ３２からの光は凹
レンズ３３を通過して拡散された後前記球体１９の直下
を通過して貫通孔２１Ｄ内に導入されるようになってい
る。この貫通孔２１Ｄ内には、前記凹レンズ３３からの
光を収束する凸レンズ３４およびこの収束された光を照
射されるフォトアレイ３５が配設されている。

このフォトアレイ３５は基板３６上に整列配置された多
数の素子３７．３７・・・を有しており、各素子３７は
約１３μｍの大きさとされ、各素子３７の半分以上が液
滴にさえぎられて陰になれば陰の信号を出力するように
なっている。そして、このフォトアレイ３５は１秒間に
５０回の走査測定を行なうように構成されており、この
各素子３７の出力信号が前記演算器２６に入力され、こ
の演算器２６において粒径から試液の表面張力、粘度、
濃度などの特性が演算されるようになっている。

なお、前記内部空所７内には、この内部空所７の形状に
対応する無色透明のガラス筒３８が着脱自在に装着され
、排液管５が詰まった際に各種機器が配設されている各
貫通孔２１内に試液が浸入しないようにして発光ダイオ
ード２２、フォトトランジスタ２３、凹レンズ３３、凸
レンズ３４などを保護するようになっている。また、こ
のガラス筒３８は取出して容易に洗浄することができる
。

つぎに前述した実施例の作用について説明する。

液滴の粒径を表わす実験式は、＋５９７（μΔコ）０°４５・（１０００Ｑ１／Ｑ　２
＞　”’ここにり。：平均液滴の直径９μｍ υ　：液体と気体の相対速度、ｆｔ／ｓσ　：表面張力
、ｄｙｎ／ｃｍ ρ　：液体の密度、Ｑ／ｃｃ μ　：液体の粘度、ＰＱ　／Ｑ２　：液体と気体の体積比であり、この式より明らかなように、試液の表面張力が
小さいほど、試液の粘度が低いほど、また試液の密度が
大きいほど微粒子になりやすい。このことがら液滴の粒
径をフォトアレイ３５により検出することにより試液の
表面張力、粘度、濃度（密度）などの測定をすることも
できる。

このように液滴の粒径を検出して試液の特性を測定する
ためには、試液の粘度に適合した太さの液通路１７を備
えた上半部３を下半部２に嵌合して滴測計本体１を形成
し、また昇降装ｆｆ１２０を駆動して棒体１８を昇降し
て凹部９の環状エツジ１０と球体１９との間隙を試液の
粘度に適合するように調節する。このようにしておき図
示しない試液は図示しないメンブレンフィルタを通過し
て濾過された後に定量供給装置から定量の試液を液定量
供給槽１５に供給する。すると、液供給管１４および液
通路１３を介して液溜り１２、各液通路１７および球体
１９上の凹部９内に充満される。このとぎ液供給管１４
に巻回されたヒータ１６により所定温度に加熱される。

そして、環状エツジ１０および球体１９間の間隙から漏
出した微ωの試液が球体１９の底部に達し、その聞が所
定量に達すると液滴となって滴下する。なお、前記環状
エツジ１０は液切れのよいようにポリ四フフ化エヂレン
により形成されており、しかも微小角の鋭角をなしてい
るので、この環状エツジ１０が試液により濡れることが
避けられ、安定的に液滴が形成される。

前記球体１９から滴下した液滴は、ランプ３２から発し
凹レンズ３３を通過して拡散された光をさえぎる際にそ
の粒径をフォトアレイ３５により検出され、このフォト
アレイ３５の出力信号が演算器２６に入力されることに
より試液の特性が測定される。この測定結果はレコーダ
２９に記録されるとともに、表示装置３０に表示される
。さらに、この測定結果により試液の濃度制御を行なう
には、演算７Ｓ２６の出力信号が入力される制御器３１
により、測定濃度が濃い場合には、給水管の電磁弁を開
くなどして水を液中に混合し、また測定濃度が薄い場合
には、定量ポンプを駆動するなどして液を供給するとい
うような制御をすればよい。

一方、液滴の数あるいは滴下間隔から試液の特性を測定
するには、定ｍの試液を液滴形成部の液定■供給槽１５
に供給して球体１９から液滴を順次滴下せしめ発光ダイ
オード２２からフォトトランジスタ２３に入射される光
を液滴がさえぎることによりフォトトランジスタ２３か
ら出力される信号を、液滴の数によるとぎには直接演算
器２６に入力し、また滴下間隔によるときにはフリップ
フロップ２４を介して演算器２６に入力して演算を行な
えば、液滴を形成する試液の全量がわかっているので、
試液の特性を測定することができる。

このように本実施例によれば、試液の表面張力、粘度、
濃度（密度）などの特性を液滴の粒径または数、滴下間
隔から自動的にしかも正確に測定することができ、しか
も測定時間も短時間で済むため効率的である。

なお、前述した実施例においては、液滴形成部として球
体１９を使用したが、第６図に示すように、滴測計本体
１の上半部３め突起８の先端にノズル３９を形成し、こ
のノズル３９の外周を環状エツジ４０により構成すると
ともに、第１図の液供給管１４と連通ずる液通路４１を
ノズル３９の内部に形成してもよい。ただし、この第６
図の構成においては、液滴形成の調節はできない。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明に係る滴測計は、液滴形成
部から滴下した液滴の粒径、滴下数、滴下間隔などを検
出部により検出するようにしたので、試液の表面張力、
粘度、濃度（密度）を短い測定時間の間に正確にしかも
自動的に測定することができるという優れた効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る滴測計の実施例を示す要部の縦断
面正面図、第２図、第３図および第４図はそれぞれ第１
図のＩ［−ｍ線、ｍ−ｍ線、■−■線に沿う相当部分の
横断面図、第５図は第１図の演算回路の構成図、第６図
は液滴形成部の変形例を示す要部の縦断面図である。１・・・滴測計本体、２・・・下半部、３・・・上半部
、７・・・内部空所、８・・・突起、９・・・凹部、１
０・・・環状エツジ、１５・・・液室ｍ供給槽、１７・
・・液通路、１８・・・棒体、１９・・・球体、２０・
・・胃陣装置、２２・・・発光ダイオード、２３・・・
フォトトランジスタ、２４・・・フリップフロップ、２
５・・・カウンタ、２６・・・演算器、２７・・・温度
検出器、２８・・・発振器、２９・・・レコーダ、３０
・・・表示装置、３１・・・制御器、３２・・・ランプ
、３３・・・凹レンズ、３４・・・凸レンズ、３５・・
・フォトアレイ、３９・・・ノズル、４０・・・環状エ
ツジ、４１・・・液通路。出願人代理人　　中　尾　俊　輔第　　１　　図第　　２　　図　　　　　　　　　　第　　３　　同第
　　４　　図第　　５　　図第　　６　　図

Claims

【特許請求の範囲】１）試液を定量供給する供給部と、この供給部から供給
された試液を間隙から漏出して液滴を形成する液滴形成
部と、この液滴形成部の下方に配設され液滴形成部から
滴下した液滴の滴数、液滴間隔、液滴の粒径などを検出
する検出部と、この検出部からの検出信号に基いて試液
の表面張力、粘度、濃度（密度）などを自動的に演算す
る演算回路とを有することを特徴とする滴測計。２）前記供給部には供給槽が形成されており、この供給
槽の上流側には濾過膜が設けられている特許請求の範囲
第１項記載の滴測計。３）前記供給部には試液を加熱するヒータが設けられる
とともに、前記液滴形成部には試液の温度を検出する温
度検出装置が設けられており、この温度検出装置と前記
ヒータを連動させ、液温を任意の温度に自動的に制御す
ることを特徴する特許請求の範囲第１項または第２項記
載の滴測計。