JPS63212840A - 投入式センサ− - Google Patents

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、投入式センサー、詳しくは乱流条件の下で測
定可能なセンサーに関するものである。

（従来の技術） −ｉに流体の粘度を測定するには、細管粘度計、回転粘
度計、円錐平板粘度計、落球粘度計などがある。

細管粘度計は、細管を通して流体が流れるときの細管の
人口と出口の圧力差を利用して粘度を計るものである。

回転粘度針は、液体の中で円筒゛を回転させて、そのト
ルクと角速度から粘性率をはかる。

円錐平板粘度は、平板の上に円錐体をおき、この小さい
開き角の間に流体を入れて、このどちらかを回転すると
きの、その角速度とトルクを測定して、粘性をはかるも
のである。

落球粘度計は、液体中に球を落下させてその平衡速度を
はかり、ストークスの法則を利用して粘度を決定するも
のである。

また、これに関するものとして、本出願人は、先に特願
昭５９−７３３４号及び特願昭６１−２８２８０号とし
て、発熱体と流体の温度差から流体の熱伝達率を測定す
ることによって、その流体の粘度を知る方法を提案して
いる。

（発明が解決しようとする問題点） 以上のもののうち、回転粘度計、円錐平板粘度計は、駆
動装置が必要となって装置が複雑で保守洗浄がむずかし
くなる。

細管粘度計や落球粘度計は種類の異なった流体を測定す
るとき、細管や球体の洗浄がむずかしく、操作が繁雑で
ある。

しかして、粘度の測定範囲が狭いし、スラリーの測定が
むずかしい。

しかも、工学的には、サンプリングして測定するいわゆ
るバッチ方式であって、オンラインで連続的には測定で
きない。

また、上記特願昭５９−７３３４号及び特願昭６１−２
８２８０号に記載されたセンサーにあっては、流体を静
止状態にして測定することができないし、発熱体等に付
着した被測定物の除去が繁雑である。

（問題点を解決するための手段） したがって、本発明の技術的課題は、前記従来の欠点を
解消し、流体の内部構造を破壊しないで熱伝達率からも
のの粘度を測定することができるセンサーをうろことを
目的とするもので、この技術的課題を解決するために、
上述の熱伝達率から粘度を知る方法を利用する本発明の
技術的手段は、発熱体と側温抵抗体とを内部に平行に装
置したシリンダーに、該発熱体と側温抵抗体の表面に沿
って摺動するピストンを設け、かつシリンダー端に被測
定流体吸込口を開口したことを特徴とする投入式センサ
ーである。

（発明の効果） この技術的手段によれば、発熱体と測温抵抗体を用い、
それらの温度差を測定して熱伝達率を測定することがで
き、測定された熱伝達率から流体の粘性をはかることが
できる。

すなわち、熱伝達率は、単位面積における単位時間当た
りに通過する熱の量で、実験的には、発熱体の表面温度
がわかれば、熱伝達率がわかる。

本発明は、この熱伝達率によって、流体の活性度をはか
るものであって、乱流条件下においてセンサーを投入し
ても、センサーのシリンダー内は静止流体となるので、
発熱体の表面温度を静止状態で測定することができる。

乱流であると、流速の変化によって、熱伝達率が変化し
、又チキソトロピーを示す流体や非ニユートン流体の場
合、流体の粘度自体も変化するため、実際の様相を測定
できないので、静止流体中で測定することが望ましいの
である。

さらに、シリンダー内への測定流体の流入は、工場内で
使用する空気を用いてピストンを上下動させることによ
ってなされ、スラリーが発熱体や測温抵抗体に付着して
も、それをピストンの摺動で取り除くことができる。

（実施例） 以下図面をもとに本発明の実施例について説明する。

（１）は発熱体であり、（２）は測温抵抗体であって、
何れもシリンダー（３）のフランジ（４）に固定されて
いる。

（５）は、ピストンであって、工場内に使用されている
空気で上下動し、流体流入口（６）から流体はピストン
の上下動に伴って、シリンダー（３）内に吸入されたり
、排出されたりする。

そして、シリンダー（３）内に吸入された流体は、静止
状態となる。このように静止状態とすることは、感度が
よく、正確にはかれる。

乱流で、粘度変化を超えると検出できないし、出入する
液面が上下動するものは、検出できない。

発熱体（１）は、例えばステンレス（８）にセラミック
（９）を蒸着して絶縁をはかり、セラミック（９）の上
に数ミクロンの白金（１０）を蒸着し、これに更に、ポ
リエチレン（１１）で絶縁し、これに更にステンレス（
１２）で外装するもので構成する。

そして、これら積層間に空間があるとき、エポキシ系の
樹脂で充填固定することにより、熱伝達力を大きくして
、内面と外面の温度差を小さくすることができる。

このように構成される発熱体（１）は、その平均温度θ
Ｗと表面温度θＳとの関係式をあらかじめ実験的に決定
しておかなければならないが、この関係式は伝導及び対
流による熱伝達の現象を定める実験式 Ｎｕ＝Ｃｏ　ＨにｒＣＩ　Ｈｐｒｅ！　＋　Ｒｅｃ３・
　（θＳ　７０ｗ　）　Ｃ４・ここで　Ｎｕ：ヌッセル
ト数 Ｇｒ：グラスホフ数 Ｐｒニブラントル数 Ｒｅ：レイノルズ数 ００〜４　：定数 において、物性値と温度の関係が既知の流体、例えば水
を用いることによって決定することができる。

なお、第１図において、（１２）はエアーの流入口、（
１３）は絶縁ケーブルである。

さて、（１）に通電して、発熱体の平均温度θ−を計測
し、同時に流体の温度θ閃を測温抵抗体（２）で計測す
る。

そして、非定常細線法の関係式から熱伝導率（λ）と温
度伝導率（ａ）を求めることにより、熱伝達率を求める
ことができ、その熱伝達率から粘度を求めることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明センサーの断面図 第２図は発熱体の断面図である。 （１）・・・・・・・発熱体 （２）・・・・・・・測温抵抗体 （３）・・・　・・・・シリンター （４）・・・・・・・フランジ （５）・・・・・・・ピストン （６）・・・・・・・吸入口

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 発熱体と側温抵抗体とを内部に平行に装置したシリンダ
   ーに、該発熱体と側温抵抗体の表面に沿って摺動するピ
   ストンを設け、かつシリンダー端に被測定流体吸込口を
   開口したことを特徴とする投入式センサー。