KR101410484B1

KR101410484B1 - 점도와 입도 동시 측정 장치

Info

Publication number: KR101410484B1
Application number: KR1020130005016A
Authority: KR
Inventors: 김재홍; 임홍재
Original assignee: 국립대학법인 울산과학기술대학교 산학협력단
Priority date: 2013-01-16
Filing date: 2013-01-16
Publication date: 2014-06-23

Abstract

점도와 입도를 동시에 측정하는 장치를 제공한다. 본 발명에 따르면, 고체 입자가 포함되어 있는 액체 시료(현탁액)의 점도와 입도를 동시에 측정하는 장치에 있어서, 상기 고체 입자가 분산되어 있는 액체 시료를 장입하기 위한 삽입홈이 형성된 시료판; 상기 시료판과 결합되고, 상기 시료판을 설치면으로부터 일정한 높이에 위치하도록 지지하기 위한 지지부; 상기 시료판의 하부에 제공되고, 상기 액체 시료에 포함된 고체 입자의 입도를 측정하기 위한 입도 측정부; 상기 지지부와 지지 가능하게 결합되고, 상기 입도 측정부를 상기 지지부에 고정시켜 주기 위한 고정부; 및 상기 시료판의 상부에 제공되고, 상기 액체 시료의 점도를 측정하기 위한 점도 측정부를 포함한다.

Description

점도와 입도 동시 측정 장치{Rheometer for simultaneaously measuring viscosity and particle size}

본 발명은 고체 입자가 포함되어 있는 액체 시료(현탁액)의 점도와 입도를 동시에 측정하는 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유동 속도나 온도에 따라 매질의 특성이 달라지는, 고체 입자가 존재하는 액체, 특히 굳지 않은 시멘트 페이스트와 같은 유동체의 입도와 점도를 동시에 측정할 수 있도록 한 점도와 입도 동시 측정 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 액체 시료의 점도를 측정하는 장치로서는, 예를 들면, 회전 점도계와 같이, 공동축에 배치되는 원통형상의 외부 원통과, 이 외부 원통 내부에 공동축에 설치된 내부 원통 사이에 액체 시료를 설치하고, 고정된 외부 원통에 대하여 내부 원통을 회전시킬 때 내부 원통에 작용하는 토크 모멘트가 액체 시료의 점도와 비례 관계에 있는 것을 이용하여 토크를 측정함으로써 유체의 점도를 측정하는 장치가 알려져 있다.

이 때의 토크 측정에서는, 예를 들면 내부 원통 및 내부 원통을 회전시키는 모터 등의 구동 장치 사이에 회전 스프링을 개재시키고, 내부 원통이 액체 시료의 점성에 의한 저항 토크를 받는 것에 의하여 스프링에 생기는 나사각이 측정된다.

또한, 유체 물질에 존재하는 입자의 입도를 측정하는 입도 측정 장치로서는, 예를 들면, 시료에 레이저 빔을 입사하고 시료 입자로부터 반사되는 회절 반사광을 수광하고, 수광된 회절 반사광 신호를 분석하여 입도를 측정하는 레이저 광학계가 알려져 있다.

그런데, 고체 입자가 존재하는 액체, 특히 시멘트와 같은 유동체의 경우 시간의 경과에 따라 고체 입자가 응집되면서 점도가 변화된다.

그러므로, 고체 입자가 존재하는 액체, 특히, 굳지 않은 시멘트 페이스트와 같은 유동체의 경우 유동 속도나 온도에 따라 매질의 특성이 다르므로, 이러한 상태에서도 시멘트의 입도와 점도를 동시에 측정할 필요가 있다.

그러나, 종래에는 액체(유체)에 존재하는 입자의 입도를 측정하기 위하여는 입도 측정 장치와, 액체(유체)의 점도를 측정하기 위하여는 점도 측정 장치가 각각 구비되어 있으므로, 고체 입자가 존재하는 액체(현탁액), 특히 시멘트와 같은 유동체의 입도와 점도를 동시에 측정하는 것이 불가능하였다.

또한, 입자의 입도를 측정하기 위하여는 상기 입도 측정 장치의 시료판에 시료를 장입해야 하고, 액체의 점도를 측정하기 위하여는 상기 점도 측정 장치의 시료판에 시료를 장입해야 하며, 특히 고체 입자가 물과 같은 액체에 분산되어 있는 현탁액은 시료판에 장입하기 곤란하므로, 그 만큼 입도 측정과 점도 측정을 하기 위한 작업이 불편하게 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 유동 속도나 온도에 따라 매질의 특성이 달라지는, 고체 입자가 존재하는 액체, 특히 굳지 않은 시멘트 페이스트와 같은 유동체의 입도와 점도를 동시에 측정할 수 있도록 한 점도와 입도 동시 측정 장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 고체 입자가 포함되어 있는 액체 시료(현탁액)의 점도와 입도를 동시에 측정하는 장치에 있어서,

상기 고체 입자가 분산되어 있는 액체 시료를 장입하기 위한 삽입홈이 형성된 시료판;

상기 시료판과 결합되고, 상기 시료판을 설치면으로부터 일정한 높이에 위치하도록 지지하기 위한 지지부;

상기 시료판의 하부에 제공되고, 상기 액체 시료에 포함된 고체 입자의 입도를 측정하기 위한 입도 측정부;

상기 지지부와 지지 가능하게 결합되고, 상기 입도 측정부를 상기 지지부에 고정시켜 주기 위한 고정부; 및

상기 시료판의 상부에 제공되고, 상기 액체 시료의 점도를 측정하기 위한 점도 측정부를 포함하는 점도와 입도 동시 측정 장치가 제공될 수 있다.

상기 지지부는 상기 시료판의 양측에 각각 제공되고, 상기 설치면에 수직 방향으로 결합되는 지지부재; 및

상기 지지부재와 상기 지지부재 사이에 고정 결합되고, 상기 시료판을 지지하기 위한 지지 플레이트를 포함할 수 있다.

상기 지지 플레이트는 상기 설치면으로부터 일정한 높이에 설치되고, 상기 설치면과 평행하게 배치될 수 있다.

상기 입도 측정부는 상기 시료판의 삽입홈에 일정한 크기로 관통 형성된 삽입구멍; 및

상기 삽입구멍을 통하여 상기 시료판의 삽입홈으로 레이저 광선을 입사한 후 상기 시료의 고체 입자로부터 반사되는 반사광을 수광하여 고체 입자의 입도를 측정하기 위한 레이저 광학부를 포함할 수 있다.

상기 삽입구멍에는 상기 레이저 광학부의 광 프로브가 삽입될 수 있다.

상기 삽입구멍에는 상기 레이저 광학부의 깨짐 등을 방지하기 위한 글래스부가 결합될 수 있다.

상기 글래스부는 투명한 재질로 형성 될 수 있다.

상기 글래스부는 상기 레이저 광학부를 효과적으로 보호할 수 있도록 사파이어 재질로 이루어질 수 있다.

상기 글래스부의 외측에는 상기 글래스부와 상기 삽입구멍 사이를 밀봉하기 위한 실링부재가 결합 될 수 있다.

상기 삽입구멍은 적어도 상기 삽입홈의 직경의 1/3 이하의 직경을 가질 수 있다.

상기 삽입구멍은 상기 시료판의 중앙으로부터 편심되게 형성될 수 있다.

상기 고정부는 상기 시료판과 상기 지지 플레이트의 사이에 설치되고, 상기 시료판을 고정시켜 주기 위한 고정 홀더를 포함할 수 있다.

상기 고정 홀더는 상기 광 프로브가 삽입될 수 있도록 하단부가 개방되어 있고, 내부가 비워있는 박스 형상으로 형성될 수 있다.

상기 고정 홀더에는 상기 광 프로브를 상기 시료판의 삽입구멍에 삽입된 상태로 고정시켜 주기 위한 광 프로브 고정 장치가 구비될 수 있다.

상기 광 프로브 고정 장치는 상기 고정 홀더의 내부에 삽입되고, 상기 광 프로브가 삽입 결합되기 위한 결합구멍을 갖는 고정부재;

상기 고정부재의 일단부에 상기 고정부재의 외측으로 연장 형성되고, 상기 고정부재를 상기 고정 홀더의 일측면에 결합시켜 주기 위한 결합 플레이트; 및

상기 결합 플레이트와 상기 고정 홀더를 결합시켜 주고, 상기 고정부재의 결합구멍에 삽입된 상기 광 프로브를 상기 고정 홀더에 일체로 고정시켜 주기 위한 체결부재를 포함할 수 있다.

상기 고정 부재의 결합구멍은 상기 고정부재의 길이방향 중앙으로부터 편심되게 형성될 수 있다.

상기 결합 플레이트에는 상기 체결부재가 결합되기 위한 체결구멍이 상기 결합 플레이트의 중앙을 중심으로 일정한 크기의 반경 상에 일정한 간격으로 복수개 형성될 수 있다.

상기 지지 플레이트에는 상기 광 프로브가 삽입되기 위한 삽입구멍이 형성될 수 있다.

상기 삽입구멍은 상기 광 프로브의 외경보다 큰 직경을 갖고 원형상으로 형성될 수 있다.

상기 시료판에는 상기 광 프로브의 정밀한 탐침이 가능하도록 상기 시료판의 수평을 조절하기 수평 조절 장치가 구비될 수 있다.

상기 수평 조절 장치는 상기 시료판 위에 설치되고, 상기 시료판의 제1축(x축) 방향의 수평 레벨을 확인하기 위한 제1 수평계;

상기 시료판 위에 설치되고, 상기 제1축(x축) 방향과 직각을 이루는 제2축(y축) 방향의 수평 레벨을 확인하기 위한 제2 수평계; 및

상기 시료판에 결합되고, 상기 광 프로브의 탐침 부분의 정밀도 조절을 위하여 상기 시료판의 제1축과 제2축 방향의 수평 레벨을 조절하기 위한 수평 조절 부재를 포함할 수 있다.

상기 수평 조절 부재는 상기 시료판과 상기 고정 홀더의 상단면을 결합시키 주기 위한 복수개의 볼트로 이루어질 수 있다.

상기 시료판과 상기 고정 홀더의 상단면 사이에는 상기 수평 조절 부재의 수평 조절을 용이하게 하기 위한 개스킷이 설치될 수 있다.

상기 개스킷은 일정한 크기의 탄성을 갖는 재질로 이루어질 수 있다.

상기 점도 측정부는 상기 시료판의 삽입홈에 삽입된 시료 입자를 회전시켜 주기 위한 회전 플레이트;

상기 회전 플레이트의 일단부에 결합되고, 상기 회전 플레이트를 회전시켜 주기 위한 회전축;

상기 회전축을 구동시켜 주기 위한 회전축 구동모터;

상기 지지부재의 일측면에 형성되는 랙 기어;

상기 랙 기어와 결합되는 웜 기어; 및

상기 웜 기어와 결합됨과 아울러 상기 회전축 구동모터와 결합되고, 상기 회전 플레이트를 상,하 방향으로 이동시켜 주기 위한 상하 이동 구동모터를 포함할 수 있다.

상기 회전축에는 상기 회전 플레이트와 상기 회전축 구동모터의 사이에 배치되고, 상기 회전 플레이트가 시료 입자에 접촉되어 회전될 때 상기 회전 플레이트의 회전각을 측정하기 위한 회전각 측정기가 설치될 수 있다.

본 실시예에 따르면, 유동 속도나 온도에 따라 매질의 특성이 달라지는, 고체 입자가 존재하는 액체, 특히 굳지 않은 시멘트 페이스트와 같은 유동체의 입도와 점도를 동시에 측정할 수 있으므로, 유동체의 유동 속도나 온도에 따라 매질의 특성이 변화되는 경우에도 유동체의 입도와 점도를 동시에 측정할 수 있으며, 고체 입자가 존재하는 액체 시료(현탁액)를 하나의 시료판에 장입 한 후 액체 시료(현탁액)의 점도와 입도를 동시에 측정할 수 있도록 함으로써, 간편하게 고체 입자가 존재하는 액체의 입도 및 점도 측정 작업을 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 점도와 입도 동시 측정 장치의 개략적인 정면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 점도와 입도 동시 측정 장치의 입도 측정부의 일부 정면도이다.
도 3은 도 2의 A부 상세도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 점도와 입도 동시 측정 장치의 일부 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 점도와 입도 동시 측정 장치의 일부 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 점도와 입도 동시 측정 장치의 점도 측정부의 작동 원리를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 설명한다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 이해할 수 있는 바와 같이, 후술하는 실시예는 본 발명의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 형태로 변형될 수 있다. 가능한 한 동일하거나 유사한 부분은 도면에서 동일한 도면부호를 사용하여 나타낸다.

이하에서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 “포함하는” 의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.

이하에서 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 점도와 입도 동시 측정 장치의 개략적인 정면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 점도와 입도 동시 측정 장치의 입도 측정부의 일부 정면도이며, 도 3은 도 2의 A부 상세도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 점도와 입도 동시 측정 장치의 일부 사시도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 점도와 입도 동시 측정 장치의 일부 단면도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 점도와 입도 동시 측정 장치의 점도 측정부의 작동 원리를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.

도 1 내지 도 6을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 점도와 입도 동시 측정 장치는, 고체 입자가 분산되어 있는 액체 시료(현탁액)를 장입하기 위한 시료판(100);

상기 시료판과 결합되고, 상기 시료판을 설치면(10)으로부터 일정한 높이에 위치하도록 지지하기 위한 지지부(200);

상기 시료판(100)의 하부에 제공되고, 상기 액체 시료에 포함된 고체 입자의 입도를 측정하기 위한 입도 측정부(300);

상기 지지부와 지지 가능하게 결합되고, 상기 입도 측정부를 상기 지지부에 고정시켜 주기 위한 고정부(400); 및

상기 시료판(100)의 상부에 제공되고, 상기 액체 시료의 점도를 측정하기 위한 점도 측정부(500)를 포함할 수 있다.

상기 시료판(100)은 일정한 크기의 강성을 갖는 스테인레스 스틸(SUS) 재질 등으로 이루어질 수 있다.

상기 시료판(100)에는 그 상부로부터 하부로 오목하게 형성되고, 상기 액체 시료를 장입하기 위한 삽입홈(110)이 구비되고, 상기 삽입홈(110)은 일정한 크기의 직경을 갖고 원형상 등으로 형성될 수 있다.

상기 지지부(200)는 상기 시료판의 양측에 각각 제공되고, 상기 설치면(10)에 수직 방향으로 결합되는 지지부재(210); 및

상기 지지부재와 상기 지지부재 사이에 고정 결합되고, 상기 시료판을 지지하기 위한 지지 플레이트(220)를 포함할 수 있다.

상기 지지 플레이트(220)는 상기 설치면(10)으로부터 일정한 높이에 설치되고, 상기 입도 측정부(300)의 정밀한 입도 측정을 위하여 상기 설치면(10)과 평행하게 배치될 수 있다.

또한, 상기 입도 측정부(300)는, 상기 시료판(100)의 삽입홈(110)에 일정한 크기로 관통 형성되는 삽입구멍(310); 및

상기 삽입구멍(310)을 통하여 상기 시료판(100)의 삽입홈(110)으로 레이저 광선을 입사한 후 상기 시료의 고체 입자로부터 반사되는 반사광을 수광하여 고체 입자의 입도를 측정하기 위한 레이저 광학부(320)를 포함할 수 있다.

상기 삽입구멍에는 상기 레이저 광학부(320)의 광 프로브(321)가 삽입될 수 있다.

또한, 상기 삽입구멍(310)에는 상기 시료의 고체 입자로부터 상기 레이저 광학부로 반사되는 반사광에 의한 상기 레이저 광학부의 깨짐 등을 방지하기 위한 글래스부(330)가 결합될 수 있다.

상기 글래스부(330)는 상기 레이저 광학부로부터 입사되고 반사되는 레이저 광선을 용이하게 통과시켜 줄 수 있도록 투명한 재질로 형성되고, 원통형상 등으로 형성될 수 있다.

상기 글래스부(330)는 상기 시료의 고체 입자로부터 상기 레이저 광학부로 반사되어 오는 반사광으로부터 상기 레이저 광학부를 효과적으로 보호할 수 있도록 사파이어 재질 등으로 이루어질 수 있다.

상기 글래스부(330)의 외측에는 상기 글래스부(330)와 상기 삽입구멍(310) 사이를 밀봉하기 위한 O링과 같은 실링부재(340)가 결합될 수 있다.

상기 삽입구멍(310)은 원형으로 형성될 수 있으며, 상기 삽입구멍(310)은 상기 글래스부(330)의 크기를 최소화 할 수 있도록 상기 삽입홈(110)의 직경의 1/3 이하의 직경을 가질 수 있다.

상기 삽입구멍(310)은 상기 시료판(100)의 중앙으로부터 편심되게 형성되는데, 이는 시료가 상기 시료판(100)의 중심부에서는 이동하지 않으므로 회전하는 시료를 대상으로 입도 측정하기 위한 것이다.

또한, 상기 삽입구멍(310)의 중심은 상기 시료의 용이한 입도 측정을 위하여 상기 시료판(100)의 삽입홈(110)의 중심과 일정한 거리를 두고 배치될 수 있다.

상기 광 프로브(321)는 상기 삽입구멍(310)에 용이하게 삽입될 수 있도록 원통형상으로 형성될 수 있다.

상기 고정부(400)는 상기 시료판(100)과 상기 지지 플레이트(220)의 사이에 설치되고, 상기 시료판(100)을 고정시켜 주기 위한 박스 형상의 고정 홀더(410)를 포함할 수 있다.

상기 고정 홀더(410)는 상기 광 프로브(321)가 삽입될 수 있도록 상, 하단부가 개방되어 있고, 내부가 비워있는 박스 형상으로 형성될 수 있다.

상기 고정 홀더(410)에는 상기 광 프로브(321)를 상기 시료판(100)의 삽입구멍(110)에 삽입된 상태로 고정시켜 주기 위한 광 프로브 고정 장치(600)가 구비될 수 있다.

상기 광 프로브 고정 장치(600)는 상기 고정 홀더(410)의 내부에 삽입되고, 상기 광 프로브(321)가 삽입 결합되기 위한 결합구멍(611)을 갖는 고정부재(610);

상기 고정부재(610)의 일단부에 상기 고정부재(610)의 외측으로 연장 형성되고, 상기 고정부재(610)를 상기 고정 홀더(410)의 일측면에 결합시켜 주기 위한 결합 플레이트(620); 및

상기 결합 플레이트(620)와 상기 고정 홀더(410)를 결합시켜 주고, 상기 고정부재(610)의 결합구멍(611)에 삽입된 상기 광 프로브(321)를 상기 고정 홀더(410)에 일체로 고정시켜 주기 위한 체결부재(630)를 포함할 수 있다.

상기 고정부재(610)의 결합구멍(611)은 상기 고정 홀더(410)의 상하 방향(도 3에서 상하 방향)을 따라 형성될 수 있다. 상기 결합구멍(611)은 상기 삽입구멍(310)과 마찬가지로 상기 고정부재(610)의 길이 방향 중앙으로부터 편심되게 형성될 수 있다.

상기 고정 홀더(410)의 일측면에는 상기 고정부재(610)가 삽입되기 위한 삽입구멍(412)이 형성될 수 있다.

상기 체결부재(630)는 상기 결합 플레이트(620)와 상기 고정 홀더(410)를 분리 가능하게 결합시켜 줄 수 있도록 볼트 등으로 이루어질 수 있다.

상기 결합 플레이트(620)에는 상기 체결부재(630)가 결합되기 위한 체결구멍이 적어도 하나 이상 형성될 수 있으며, 바람직하게는 상기 결합 플레이트(620)의 중앙을 중심으로 일정한 크기의 반경 상에 일정한 간격으로 복수개 형성될 수 있다.

상기 고정 홀더(410)의 일측면에는 상기 결합 플레이트(620)의 결합구멍과 대응하게 적어도 하나 이상 체결구멍이 형성될 수 있으며, 상기 결합 플레이트(620)의 중앙을 중심으로 일정한 크기의 반경 상에 일정한 간격으로 복수개 형성될 수 있다.

상기 결합 플레이트(620)에는 상기 결합 플레이트(620)를 잡기 위한 손잡이부(640)가 구비될 수 있다.

상기 지지 플레이트(220)에는 상기 광 프로브(321)가 삽입되기 위한 삽입구멍(221)이 형성될 수 있으며, 상기 삽입구멍(221)은 상기 광 프로브(321)가 용이하게 삽입될 수 있도록 상기 광 프로브(321)의 외경보다 큰 직경을 갖고 원형상으로 형성될 수 있다.

상기 지지 플레이트(220)는 상기 고정 홀더(410)와 복수개의 볼트와 같은 체결부재(222)에 의하여 고정 결합될 수 있으며, 상기 체결부재(222)는 상기 지지 플레이트(220)와 상기 고정 홀더(410)를 견고하게 체결할 수 있도록 상기 고정 홀더(410)의 네 모서리부와 상기 지지 플레이트(220)를 결합할 수 있다.

또한, 상기 시료판(100)에는 상기 광 프로브(321)의 정밀한 탐침이 가능하도록 상기 시료판(100)의 수평을 조절하기 수평 조절 장치(700)가 구비될 수 있다.

상기 수평 조절 장치(700)는 상기 시료판 위에 설치되고, 상기 시료판의 제1축(x축) 방향의 수평 레벨을 확인하기 위한 제1 수평계(710);

상기 시료판 위에 설치되고, 상기 제1축(x축) 방향과 직각을 이루는 제2축(y축) 방향의 수평 레벨을 확인하기 위한 제2 수평계(720); 및

상기 시료판에 결합되고, 상기 레이저 광학부(320)의 광 프로브(321)의 탐침 부분의 정밀도 조절을 위하여 상기 시료판의 제1축과 제2축 방향의 수평 레벨을 조절하기 위한 수평 조절 부재(730)를 포함할 수 있다.

상기 수평 조절 부재(730)는 상기 시료판과 상기 고정 홀더의 상단면을 결합시키 주기 위한 복수개의 볼트 등으로 이루어질 수 있다.

상기 수평 조절 부재(730)는 상기 시료판의 수평을 용이하게 조절할 수 있도록 상기 시료판의 4 모서리 부위에 결합될 수 있다.

또한, 상기 시료판(100)과 상기 고정 홀더(410)의 상단면 사이에는 상기 수평 조절 부재(730)의 수평 조절을 용이하게 하기 위한 개스킷(740)이 설치될 수 있다.

상기 개스킷(740)은 상기 수평 조절 부재(730)의 수평 조절을 보다 용이하게 할 수 있도록 일정한 크기의 탄성력을 갖는 고무 재질 등으로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 점도 측정부(500)는 상기 시료판의 삽입홈에 삽입된 시료 입자를 회전시켜 주기 위한 회전 플레이트(510);

상기 회전 플레이트(510)의 일단부에 결합되고, 상기 회전 플레이트(510)를 회전시켜 주기 위한 회전축(520);

상기 회전축(520)을 구동시켜 주기 위한 회전축 구동모터(530);

상기 지지부재(210)의 일측면에 형성되는 랙 기어(540);

상기 랙 기어(540)와 결합되는 웜 휠(551) 및 웜(552)으로 구성되는 웜 기어(550); 및

상기 웜 기어(550)의 웜(552)과 결합됨과 아울러 상기 회전축 구동모터(530)와 결합되고, 상기 회전 플레이트(510)를 상,하 방향으로 이동시켜 주기 위한 상하 이동 구동모터(560)를 포함할 수 있다.

상기 회전축(520)에는 상기 회전 플레이트(510)와 상기 회전축 구동모터(530)의 사이에 배치되고, 상기 회전 플레이트가 시료 입자에 접촉되어 회전될 때 상기 회전 플레이트(510)의 회전각을 측정하기 위한 회전각 측정기(570)가 설치될 수 있다.

상기 회전축 구동모터(530)는 상기 회전축 구동모터(530)의 용이한 상하 이동을 위하여 상기 상하 이동 구동모터(560)의 하단부에 결합될 수 있다.

상기 상하 이동 구동모터(560)에는 상기 웜 기어(550)를 수용하기 위한 기어 하우징(580)이 결합될 수 있다.

상기 웜 기어(550)의 웜 휠(551)은 상기 기어 하우징(580)에 회전 가능하게 지지될 수 있다.

이하에서, 도 1 내지 도 6을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 의 작동에 대해서 설명한다.

먼저, 고체 입자가 분사되어 있는 액체 시료, 예를 들어, 물시멘트비가 40%인 시멘트 페이스트(시멘트 현탁액)를 상기 시료판(100)의 삽입홈(110)에 장입한다.

이 때, 상기 레이저 광학부(320)의 광 프로브(311)는 상기 고정 홀더(410)의 내부를 관통하여 상기 시료판(100)의 삽입구멍(310)에 삽입되고, 상기 광 프로브 고정 장치(600)에 의하여 상기 고정 홀더(410)에 고정된 상태로 된다.

즉, 상기 체결부재(630)가 상기 결합 플레이트(620)와 상기 고정 홀더(410)의 일측면을 결합시켜 줌에 따라, 상기 고정부재(610)의 결합구멍(611)에 삽입된 상기 광 프로브(321)가 상기 고정 홀더(410)에 일체로 고정된다.

이러한 상태에서 상기 입도 측정부(300)에 의하여 상기 시멘트 페이스트에 포함된 시멘트 입자의 입도를 측정하고, 이와 동시에 상기 점도 측정부(500)에 의하여 시멘트 페이스트의 점도를 측정한다.

상기 입도 측정부(300)에 의한 시멘트 입자의 입도 측정 과정을 설명하면 다음과 같다.

상기 레이저 광학부(320)로부터 상기 광 프로브(321)를 통하여 레이저 광선이 발사되면, 상기 레이저 광선은 상기 글래스부(330)를 통하여 상기 시료판(100)의 삽입구멍(310)으로 입사된 후 상기 시멘트 페이스트에 포함된 시멘트에 의하여 회절 반사된다. 상기 시멘트에 의하여 반사된 레이저 광선은 다시 상기 글래스부(330) 및 광 파이브(321)를 통하여 상기 레이저 광학부(320)로 재입사되고, 상기 레이저 광학부(320)로 재입사된 레이저 광선의 량과 상기 레이저 광학부(320)로부터 발사된 량의 차이를 비교하여 시멘트 입자의 입도를 측정할 수 있다.

또한, 상기 점도 측정부(500)에 의하여 시멘트 페이스트의 점도 측정 과정을 설명하면 다음과 같다.

상기 상하 이동 구동모터(560)를 구동시켜 주면, 상기 상하 이동 구동모터(560)의 구동력에 의하여 상기 웜 기어(550)의 웜(552)이 일방향으로 회전되고, 상기 웜(552)과 결합되어 있는 웜 휠(551)은 상기 웜(552)의 축방향과 직교하는 방향의 축을 중심으로 일방향으로 회전된다.

상기 웜 휠(551)이 일방향으로 회전됨에 따라, 상기 웜 휠(552)은 상기 랙 기어(540)를 따라 예컨대, 상기 지지부재(210)의 상부로부터 하방으로 이동되며, 따라서, 상기 상하 이동 구동 모터(560)와 함께 상기 회전축 구동모터(530)도 함께 상기 지지부재(210)의 상부로부터 하방으로 이동된다.

상기 회전축 구동모터(530)가 하방으로 이동됨에 따라 상기 회전 플레이트(510)도 하방으로 이동된다.

그리고, 상기 회전 플레이트(510)의 하단부가 상기 시료판(100)의 삽입홈(110)에 장입된 시멘트 페이스와 예컨대, 1~3mm정도의 간격을 가질 때까지 근접되면, 상기 상하 이동 구동모터(560)의 구동을 정지시켜 주고, 상기 회전축 구동모터(530)를 구동시켜 준다.

상기 회전축 구동모터(530)가 구동됨에 따라, 상기 회전축(520)이 일방향으로 회전되어 상기 회전 플레이트(510)를 일방향으로 회전시켜 준다.

상기 회전 플레이트(510)가 상기 시료판(100)의 시멘트 페이스트의 상단부에서 일방향으로 회전될 때, 상기 회전각 측정기(570)가 상기 회전 플레이트(510)와 상기 시멘트 페이스트의 접촉에 의한 회전각을 측정하고, 측정된 회전각에 의하여 시멘트 페이스트의 점도를 계산할 수 있다.

100: 시료판 110: 삽입홈
200: 지지부 300: 입도 측정부
310: 삽입구멍 320: 레이저 광학부
400: 고정부 500: 점도 측정부
600: 광 프로브 고정 장치 700: 수평 조절 장치

Claims

고체 입자가 포함되어 있는 액체 시료(현탁액)의 점도와 입도를 동시에 측정하는 장치에 있어서,
상기 고체 입자가 분산되어 있는 액체 시료를 장입하기 위한 삽입홈이 형성된 시료판;
상기 시료판과 결합되고, 상기 시료판을 설치면으로부터 일정한 높이에 위치하도록 지지하기 위한 지지부;
상기 시료판의 하부에 제공되고, 상기 액체 시료에 포함된 고체 입자의 입도를 측정하기 위한 입도 측정부;
상기 지지부와 지지 가능하게 결합되고, 상기 입도 측정부를 상기 지지부에 고정시켜 주기 위한 고정부; 및
상기 시료판의 상부에 제공되고, 상기 액체 시료의 점도를 측정하기 위한 점도 측정부를 포함하고,
상기 지지부는 상기 시료판의 양측에 각각 제공되고, 상기 설치면에 수직 방향으로 결합되는 지지부재; 및
상기 지지부재와 상기 지지부재 사이에 고정 결합되고, 상기 시료판을 지지하기 위한 지지 플레이트를 포함하는 점도와 입도 동시 측정 장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 지지 플레이트는 상기 설치면으로부터 일정한 높이에 설치되고, 상기 설치면과 평행하게 배치되는 점도와 입도 동시 측정 장치.
제3항에 있어서,
상기 입도 측정부는 상기 시료판의 삽입홈에 일정한 크기로 관통 형성된 삽입구멍; 및
상기 삽입구멍을 통하여 상기 시료판의 삽입홈으로 레이저 광선을 입사한 후 상기 시료의 고체 입자로부터 반사되는 반사광을 수광하여 고체 입자의 입도를 측정하기 위한 레이저 광학부를 포함하는 점도와 입도 동시 측정 장치.
제4항에 있어서,
상기 삽입구멍에는 상기 레이저 광학부의 광 프로브가 삽입되는 점도와 입도 동시 측정 장치.
제5항에 있어서,
상기 삽입구멍에는 상기 레이저 광학부의 깨짐 등을 방지하기 위한 글래스부가 결합되는 점도와 입도 동시 측정 장치.
제6항에 있어서,
상기 글래스부는 투명한 재질로 형성되는 점도와 입도 동시 측정 장치.
제7항에 있어서,
상기 글래스부는 상기 레이저 광학부를 효과적으로 보호할 수 있도록 사파이어 재질로 이루어지는 점도와 입도 동시 측정 장치.
제8항에 있어서,
상기 글래스부의 외측에는 상기 글래스부와 상기 삽입구멍 사이를 밀봉하기 위한 실링부재가 결합되는 점도와 입도 동시 측정 장치.
제9항에 있어서,
상기 삽입구멍은 적어도 상기 삽입홈의 직경의 1/3 이하의 직경을 가지는 점도와 입도 동시 측정 장치.
제10항에 있어서,
상기 삽입구멍은 상기 시료판의 중앙으로부터 편심되게 형성되는 점도와 입도 동시 측정 장치.
제5항에 있어서,
상기 고정부는 상기 시료판과 상기 지지 플레이트의 사이에 설치되고, 상기 시료판을 고정시켜 주기 위한 고정 홀더를 포함하는 점도와 입도 동시 측정 장치.
제12항에 있어서,
상기 고정 홀더는 상기 광 프로브가 삽입될 수 있도록 하단부가 개방되어 있고, 내부가 비워있는 박스 형상으로 형성되는 점도와 입도 동시 측정 장치.
제13항에 있어서,
상기 고정 홀더에는 상기 광 프로브를 상기 시료판의 삽입구멍에 삽입된 상태로 고정시켜 주기 위한 광 프로브 고정 장치가 구비되는 점도와 입도 동시 측정 장치.
제14항에 있어서,
상기 광 프로브 고정 장치는 상기 고정 홀더의 내부에 삽입되고, 상기 광 프로브가 삽입 결합되기 위한 결합구멍을 갖는 고정부재;
상기 고정부재의 일단부에 상기 고정부재의 외측으로 연장 형성되고, 상기 고정부재를 상기 고정 홀더의 일측면에 결합시켜 주기 위한 결합 플레이트; 및
상기 결합 플레이트와 상기 고정 홀더를 결합시켜 주고, 상기 고정부재의 결합구멍에 삽입된 상기 광 프로브를 상기 고정 홀더에 일체로 고정시켜 주기 위한 체결부재를 포함하는 점도와 입도 동시 측정 장치.
제15항에 있어서,
상기 고정 부재의 결합구멍은 상기 고정부재의 길이방향 중앙으로부터 편심되게 형성되는 점도와 입도 동시 측정 장치.
제15항에 있어서,
상기 결합 플레이트에는 상기 체결부재가 결합되기 위한 체결구멍이 상기 결합 플레이트의 중앙을 중심으로 일정한 크기의 반경 상에 일정한 간격으로 복수개 형성되는 점도와 입도 동시 측정 장치.
제5항에 있어서,
상기 지지 플레이트에는 상기 광 프로브가 삽입되기 위한 삽입구멍이 형성되는 점도와 입도 동시 측정 장치.
제18항에 있어서,
상기 삽입구멍은 상기 광 프로브의 외경보다 큰 직경을 갖고 원형상으로 형성되는 점도와 입도 동시 측정 장치.
제12항에 있어서,
상기 시료판에는 상기 광 프로브의 정밀한 탐침이 가능하도록 상기 시료판의 수평을 조절하기 수평 조절 장치가 구비되는 점도와 입도 동시 측정 장치.
제20항에 있어서,
상기 수평 조절 장치는 상기 시료판 위에 설치되고, 상기 시료판의 제1축(x축) 방향의 수평 레벨을 확인하기 위한 제1 수평계;
상기 시료판 위에 설치되고, 상기 제1축(x축) 방향과 직각을 이루는 제2축(y축) 방향의 수평 레벨을 확인하기 위한 제2 수평계; 및
상기 시료판에 결합되고, 상기 광 프로브의 탐침 부분의 정밀도 조절을 위하여 상기 시료판의 제1축과 제2축 방향의 수평 레벨을 조절하기 위한 수평 조절 부재를 포함하는 점도와 입도 동시 측정 장치.
제21항에 있어서,
상기 수평 조절 부재는 상기 시료판과 상기 고정 홀더의 상단면을 결합시키 주기 위한 복수개의 볼트로 이루어지는 점도와 입도 동시 측정 장치.
제21항에 있어서,
상기 시료판과 상기 고정 홀더의 상단면 사이에는 상기 수평 조절 부재의 수평 조절을 용이하게 하기 위한 개스킷이 설치되는 점도와 입도 동시 측정 장치.
제23항에 있어서,
상기 개스킷은 일정한 크기의 탄성을 갖는 재질로 이루어지는 점도와 입도 동시 측정 장치.
제1항에 있어서,
상기 점도 측정부는 상기 시료판의 삽입홈에 삽입된 시료 입자를 회전시켜 주기 위한 회전 플레이트;
상기 회전 플레이트의 일단부에 결합되고, 상기 회전 플레이트를 회전시켜 주기 위한 회전축;
상기 회전축을 구동시켜 주기 위한 회전축 구동모터;
상기 지지부재의 일측면에 형성되는 랙 기어;
상기 랙 기어와 결합되는 웜 기어; 및
상기 웜 기어와 결합됨과 아울러 상기 회전축 구동모터와 결합되고, 상기 회전 플레이트를 상,하 방향으로 이동시켜 주기 위한 상하 이동 구동모터를 포함하는 점도와 입도 동시 측정 장치.
제25항에 있어서,
상기 회전축에는 상기 회전 플레이트와 상기 회전축 구동모터의 사이에 배치되고, 상기 회전 플레이트가 시료 입자에 접촉되어 회전될 때 상기 회전 플레이트의 회전각을 측정하기 위한 회전각 측정기가 설치되는 점도와 입도 동시 측정 장치.