WO2011039905A1 - 落体式粘度計の落体の送出方法、落体送出装置、及び、それを備える落体式粘度計 - Google Patents

落体式粘度計の落体の送出方法、落体送出装置、及び、それを備える落体式粘度計 Download PDF

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WO2011039905A1
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WO
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falling body
falling
loading
viscometer
measured
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PCT/JP2010/003423
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Inventor
川村公人
田頭素行
田村栄二
Original Assignee
アサヒビール株式会社
住友金属テクノロジー株式会社
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Publication date
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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
    • G01N11/12—Investigating flow properties of materials, e.g. viscosity, plasticity; Analysing materials by determining flow properties by moving a body within the material by measuring rising or falling speed of the body; by measuring penetration of wedged gauges

Definitions

  • the present invention relates to a falling body viscometer that measures the falling speed of a falling body dropped into an object to be measured in a measurement container, and measures the viscosity of the object to be measured from the measured value.
  • the present invention relates to a technique for improving the measurement accuracy of a viscometer.
  • viscometers are known in which a falling body is dropped vertically into a liquid that is a viscosity measurement object, and the viscosity of the liquid is measured from the falling speed of the falling body (see Patent Documents 1 and 2). *
  • Patent Document 1 has a configuration in which a substantially needle-like falling body is dropped into a cylindrical measurement container, and particularly aims at measuring the viscosity of blood. More specifically, it has a configuration in which a pair of electromagnetic induction sensors separated vertically is attached to a cylindrical measurement container, and after receiving a detection signal of a substantially needle-like falling body by the upper electromagnetic induction sensor, The time until the detection signal of the substantially needle-like falling body is received by the lower electromagnetic induction type sensor is measured, and the falling end speed is detected from this time and the distance between the upper and lower electromagnetic induction type sensors.
  • the “falling end velocity” is defined as a falling velocity when a constant velocity falling motion is performed in the fluid. *
  • JP 2006-208260 A Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-219973
  • the falling posture and behavior of the falling body may be affected by the way the force is applied from the finger to the falling body.
  • the falling body in the case of a needle-shaped falling body, the falling body has an elongated shape. Therefore, when the state where the periphery of the falling body is picked with a finger is released, the falling body is inclined or rotated around the axis of the falling body. There are concerns about the generation of power. These are thought to be a hindrance to the falling body to fall freely vertically. *
  • the present invention proposes a novel configuration for suppressing the occurrence of variations in measurement results for a falling body viscometer.
  • the falling body does not reach the final falling speed because the distance from the falling body to the upper electromagnetic induction sensor is short or the time is short. There may also be situations where you are not moving in a constant velocity drop motion.
  • the viscosity measurement method (calculation method) based on the premise that the falling body is moving with a constant velocity drop motion has a poor reliability of the measurement result (calculation result).
  • Another object of the present invention is to propose a technique that enables a falling body to reach a falling end speed and create a situation in which a constant speed falling motion is created.
  • Another object of the present invention is to propose a new configuration for solving the problem of work load and the like for the falling body viscometer.
  • a falling body viscometer feeding method when a falling body loaded in a loading portion of a loading holder is sent into a measurement object, wherein the falling body is pushed by an extrusion pin. The falling body is sent out from the loading unit by pushing down the falling body viscometer.
  • the extrusion pin is operated by a driving device.
  • the operating speed of the extruding pin can be defined in advance according to the object to be measured.
  • a falling body sending method comprising: a first step of attaching; a second step of maintaining a state of a falling body in the first step for a specified time; and a third step of sending the falling body after the second step; To do.
  • the extrusion pin is actuated by a driving device.
  • the operating speed of the extrusion pin and / or the specified time of the second step can be specified in advance according to the object to be measured.
  • a falling body sending device including an extrusion pin for sending the falling body loaded in the loading portion of the loading holder into the object to be measured.
  • the extrusion pin is actuated by a driving device.
  • the operating speed of the extrusion pin can be defined in advance according to the object to be measured.
  • the falling body when the falling body is sent out by the push pin, a part of the falling body is set in a standby state to enter the measurement container, and the object to be measured is placed on the surface of the falling body.
  • the operating speed of the extrusion pin and / or the specified time of the second step can be specified in advance according to the object to be measured.
  • the loading holder has a plurality of the loading sections, and enables the falling bodies loaded in the loading sections to be sequentially sent out by the extrusion device. is there. *
  • the loading unit includes a falling body holding mechanism that allows the falling body to move with respect to the loading unit by the extrusion device while holding the falling body in the loading unit.
  • the falling body holding mechanism is configured such that the loading portion includes a vertical hole and a protrusion formed on an inner peripheral surface of the vertical hole, and a frictional force generated between the protrusion and the peripheral surface of the falling body. The falling body is prevented from falling.
  • the loading holder and the extrusion device are provided such that relative positions can be changed, and the relative positions of the extrusion pins with respect to the loading portions are changed by changing the relative positions. By sequentially aligning, the falling bodies loaded in the respective loading units can be sequentially sent out.
  • the loading holder is configured to be separable from the extrusion device.
  • the relative position is changed by a driving device.
  • the falling body delivery work can be automated, and the workability of the measurement work can be improved.
  • the falling body delivery work can be automated, and the workability of the measurement work can be improved.
  • the falling body by allowing the falling body to be given an initial velocity, the falling body is surely moved at a constant velocity within a limited drop distance within the measurement container (dropping). To the end speed).
  • the degree of familiarity of the object to be measured to the surface of the fallen body, and the fallen body is surely moved at a constant speed within a limited drop distance in the measurement container (which leads to the falling end velocity).
  • the falling body by allowing the falling body to be given an initial velocity, the falling body is surely moved at a constant velocity within a limited drop distance within the measurement container (dropping). To the end speed).
  • the falling object when the falling object starts to fall by causing the object to be measured to conform to the surface of the falling object before dropping the falling object, the falling object is generated between the falling object and the measured object.
  • the fluid frictional resistance can be reduced, and the falling body can be surely caused to drop at a constant speed (to reach the falling end speed) within a limited drop distance in the measurement container.
  • the falling body by allowing the falling body to be given an initial velocity, the falling body is surely moved at a constant velocity within a limited drop distance within the measurement container (dropping) To the end speed).
  • the degree of familiarity of the object to be measured to the surface of the fallen body, and the fallen body is surely moved at a constant speed within a limited drop distance in the measurement container (which leads to the falling end velocity).
  • the loading holder having a plurality of loading units that can load a falling body includes a mechanism that allows the falling body to be moved with respect to the loading unit by the extrusion device while holding the falling body in the loading unit, Viscosity measurement work can be performed continuously, and it becomes possible to reduce the work load and the variation in measurement results.
  • each falling body is held with an appropriate frictional force by a combination of a vertical hole and a protrusion formed on the inner surface of the loading portion of the loading holder. Since an excessive load is not required and the falling body does not fall freely, it is possible to reduce the work load and the variation in measurement results with a simple structure.
  • each falling body comes into direct contact with the extrusion pin, and each falling body can be sent out under the same conditions, so that variations in measurement results can be reduced.
  • Viscosity measurement work for a plurality of fallen bodies can be performed automatically, and the work burden can be reduced and variations in measurement results can be reduced.
  • the figure shown about the structure of a falling body type viscometer provided with a falling body delivery apparatus The figure shown about the state before assembling a falling body type viscometer.
  • the side view which shows the external appearance of a falling body type viscometer.
  • the rear view shown about the structure of the extrusion apparatus of a falling body delivery apparatus. Sectional drawing of the loading part of the holder for loading.
  • (A) is a figure explaining when an up-and-down movement arm exists in an origin position.
  • (B) is a figure explaining when an up-and-down movement arm exists in a 1st stop position.
  • (C) is a figure explaining when an up-and-down movement arm exists in the 2nd stop position.
  • the figure shown about the state which makes fall of a falling body be a standby state.
  • the figure explaining the automatic control for dropping a falling body sequentially.
  • the falling body of the falling body viscometer 2 when the falling body 4 loaded in the loading portion 13 a of the loading holder 13 is sent into the object to be measured 3.
  • 4 is a method for sending a falling body of the falling body viscometer 2 in which the falling body 4 is sent out from the loading portion 13a by pushing down the falling body 4 with an extruding pin 15.
  • the position (vertical position) at which the falling body 4 starts free fall can be made uniform, and the time from the start of the free fall to the falling body speed measurement sensor 5 (see FIG. 1) can be reduced.
  • the occurrence of variation can be suppressed, and the occurrence of variation in the speed when the falling body passes the falling body speed measurement sensor 5 can be suppressed.
  • the push pin 15 is actuated by the driving device 6.
  • the delivery work of the falling body 4 can be automated, and the workability of the measurement work can be improved.
  • the fluid friction resistance generated between the falling body 4 and the measured object 3 when the falling body 4 starts to fall by making the measured object 3 conform to the surface of the falling body 4. Can be reduced, and the falling body 4 can be reliably moved at a constant speed (to reach the end-of-falling speed) within a limited drop distance in the measurement container 11.
  • the operating speed of the extruding pin 15 and / or the specified time of the second step can be specified in advance according to the measured object 3. It is what. *
  • the falling body 4 is surely moved at a constant speed within a limited drop distance in the measurement container 11 (the end-falling speed is reached). Can).
  • the loading holder 13 has a plurality of loading portions 13a
  • the extruding device 12 is a falling body feeding device 1 that can sequentially feed the falling bodies 4 loaded in the loading sections 13a.
  • the loading unit 13 includes a falling body holding mechanism 13M that allows the falling body 4 to be moved with respect to the loading unit 13a by the extrusion device 12 while holding the falling body 4 in the loading unit 13a.
  • the mechanism 13M comprises the loading portion 13a with a vertical hole 13d and protrusions 13e and 13e formed on the inner peripheral surface of the vertical hole, The fall of the falling body 4 is suppressed by the protrusions 13e and 13e, and the frictional force generated between the protrusions 13e and 13e and the peripheral surface of the falling body 4.
  • each falling body 4 is held with an appropriate frictional force by the combination of the vertical hole 13d formed in the inner surface of the loading portion 13a of the loading holder 13 and the protrusions 13e and 13e. 4)), and the falling body 4 does not fall freely. Therefore, it is possible to reduce the work load and the variation in measurement results with a simple structure.
  • the loading holder 13 and the extrusion device 12 are provided so that the relative positions can be changed.
  • the extruding device 12 has an extruding pin 15 for pushing down the falling body 4 and feeding it from the loading unit 13a. By changing the relative position, the relative position of the push pin 15 with respect to each loading portion 13a is sequentially adjusted, The falling bodies loaded in the loading units 13a can be sequentially sent out.
  • each falling body 4 comes into direct contact with the extrusion pin 15, and each falling body 4 can be sent out under the same conditions, and it becomes possible to reduce variation in measurement results.
  • the loading holder 13 is configured to be separable from the extrusion device 12.
  • the relative position between the loading holder 13 and the extrusion device 12 can be changed by the driving device 7.
  • a falling body viscometer 2 including the falling body delivery device 1 having the above configuration is provided.
  • FIG. 1 illustrates a configuration of a falling body viscometer 2 including a falling body delivery device 1 according to an embodiment of the present invention.
  • the falling body viscometer 2 drops a substantially needle-shaped falling body 4 into the object to be measured 3 placed in the measurement container 11 and measures the falling speed of the falling body 4 with a falling body speed measuring sensor 5.
  • the viscosity of the DUT 3 is measured by using the measured drop speed.
  • the falling body viscometer 2 includes an operation / display device 10 for inputting numerical values necessary for measurement and displaying the measured drop speed and viscosity. Yes.
  • the measurement result can be printed out from an output device (not shown).
  • the falling speed of the falling body 4 described in the present embodiment refers to the speed (falling end speed) when the falling body 4 is falling in the measured object at a constant speed (equal speed falling motion).
  • the object 3 to be measured for viscosity is assumed to be various things such as blood, beverage, paint, medicine, yeast, yogurt, mayonnaise, resin, etc., where the falling body 4 can fall under its own weight, In addition to the Newtonian fluid, those classified as non-Newtonian fluids are also envisaged.
  • FIG. 1 is a front view showing the appearance of the falling body viscometer 2
  • FIG. 2 is a view showing a state before the falling body viscometer 2 is assembled
  • FIG. 3 is a side view showing the appearance of the falling body viscometer 2.
  • the falling body viscometer 2 is provided with a moving base 22 for vertically standing an outer cylinder 21 into which the measurement container 11 is inserted.
  • the outer cylinder 21 is provided with a falling body speed measurement sensor 5 having two pairs of coils.
  • the falling body viscometer 2 is provided with an arithmetic control device 9, and the arithmetic control device 9 automatically controls the falling bodies to fall sequentially (time chart (FIG. 9)). Execution), calculation of the falling speed and viscosity, and input / output of various information to / from the operation / display device 10.
  • the falling-body delivery device 1 is relatively moved so as to slide laterally with respect to the extrusion device 12 to which the measurement container 11 inserted into the outer cylinder 21 from above is attached. And a loading holder 13 which can be installed.
  • the extrusion device 12 is provided with an extrusion pin 15 provided so as to be movable in the vertical direction.
  • the falling body 4 loaded in the loading holder 13 is It is configured to be sent into the measurement container 11 attached to the lower part of the extrusion device 12.
  • the measurement container 11 is a bottomed cylindrical container in which an object to be measured can be put from an injection port formed at the top.
  • a falling body recovery unit 14 is formed in the lower part of the measurement container 11, and the falling body that has dropped in the object to be measured is collected by the falling body recovery unit 14.
  • the loading holder 13 is constituted by a block-like member that is long in the horizontal direction, and a plurality of hole-shaped loading portions 13a, 13a,. Each of the loading portions 13a, 13a,... Is loaded with a substantially needle-like falling body 4.
  • the loading holder 13 is inserted into a horizontal slide hole 16m formed in the column portion 16 of the extrusion device 12 and horizontally on a base member 16n formed at a lower portion of the column portion 16. Configured to move.
  • the object to be measured is put in the measurement container 11 and attached to the extrusion device 12, and the falling body delivery device 1 is assembled by setting the loading holder 13 in the extrusion device 12. .
  • the fallen body delivery apparatus 1 will be in the state set to the outer cylinder 21 by inserting the site
  • the loading holder 13 is configured to be separable from the extrusion device 12, so that the loading holder 13 in which a plurality of falling bodies 4 are set can be prepared as a stock. It becomes possible (becomes a cartridge type), and by exchanging the loading holder 13, it is possible to quickly move to the next measurement work, and to improve the workability.
  • the moving table 22 on which the outer cylinder 21 is erected is configured to be slidable in the depth direction of the measuring table 23 (direction perpendicular to the sliding direction of the loading holder 13). , It can be set at a measurement evacuation position 24 which is a front position and a measurement position 25 which is a position at the time of measurement. Then, at the measurement evacuation position 24, as shown in FIG. 2, a preparatory work for inserting the measurement container 11 attached to the falling body delivery device 1 into the outer cylinder 21 is performed. As shown, the movable table 22 can be moved to the measurement position 25 on the back side. In addition, after the measurement is completed, the movable body 22 is moved again to the measurement evacuation position 24 so that the falling body delivery device 1 (measurement container 11) can be taken out from the outer cylinder 21.
  • the falling body viscometer 2 is provided with a vertically long box portion 26 that accommodates the driving devices 6, 7 and the like, and is moved up and down from the vertical wall portion 26 a of the box portion 26.
  • the arm 31, the positioning pins 32a and 32b, and the left and right moving arm 34a are projected.
  • the positioning pins 32a and 32b are arranged in a total of four places, and the left and right moving arms 34a and 34a are arranged in a total of two places.
  • the extrusion device 12 has a structure in which an extrusion pin 15 is provided in a columnar column portion 16 so as to be movable up and down, and a positioning pin shown in FIG. Positioning holes 16a and 16b into which 32a and 32b are inserted are formed in the depth direction.
  • through holes 13b and 13b into which the left and right moving arms 34a and 34a shown in FIG. 3 are inserted are formed in the depth direction at two positions on the left and right of the loading holder 13, respectively.
  • the loading parts 13 a, 13 a... Of the loading holder 13 are loaded with falling bodies 4.
  • the falling body 4 is sent into the measurement container 11.
  • the stop position of the movement of the push pin 15 can be defined by a drive device 6 (see FIG. 3), a stopper (not shown), etc., which will be described later.
  • FIG. 5 shows the shape of the horizontal section of the loading portion 13a of the loading holder 13.
  • the loading portion 13a has a vertical hole 13d and a protrusion 13e that protrudes toward the axial center of the vertical hole 13d.
  • -It is set as the structure which has 13e.
  • the protrusions 13e and 13e come into contact with the outer peripheral surface of the falling body 4, whereby a frictional force is generated between the outer peripheral surface of the falling body 4 and the protrusions 13e and 13e.
  • the state of being held by the loading portion 13a by the protrusions 13e and 13e is maintained without falling naturally.
  • the loading unit 13a of the loading holder 13 can move the falling body 4 relative to the loading unit 13a by the extrusion device 12 (see FIG. 4) while holding the falling body 4 in the loading unit 13a.
  • the structure is provided with a falling body holding mechanism 13M.
  • the falling body holding mechanism 13M includes the loading portion 13a as a vertical hole 13d and protrusions 13e and 13e formed on the inner peripheral surface of the vertical hole 13d, and the protrusions 13e and 13e and the falling body are formed. The fall of the falling body 4 is suppressed by the frictional force generated between the peripheral surface of the 4 and the peripheral surface.
  • each falling body 4 is held with an appropriate frictional force by a combination of the vertical hole 13 d formed in the inner surface of the loading portion 13 a of the loading holder 13 and the protrusions 13 e and 13 e. Therefore, an excessive load is not required for the extrusion device 12 (see FIG. 4), and the falling body 4 does not fall freely. Therefore, a simple structure reduces work load and variation in measurement results. It becomes possible.
  • the protrusions 13e and 13e are configured to have four vertically elongated protrusions having a substantially triangular cross section, but the shape and the number are limited to the form of FIG. None happen.
  • a form in which a circumferential protrusion is provided at the end of the vertical hole 13d in plan view a form in which a hemispherical protrusion is provided on the inner peripheral surface of the vertical hole 13d, or a continuous form on the inner peripheral surface of the vertical hole 13d.
  • the protrusions 13e and 13e may be made of rubber or resin separate from the loading holder 13, or may be formed at the same time as the vertical hole 13d is formed.
  • the position (vertical direction position) at which the falling body starts to fall freely can be made uniform.
  • the occurrence of variations in time from the start of falling to the falling body speed measurement sensor 5 can be suppressed, and the occurrence of dispersion in the speed when the falling body passes the falling body speed measurement sensor 5 can be suppressed. it can.
  • the push pin 15 and the vertically movable arm 31 are connected by inserting the vertically movable arm 31 into the connecting portion 15 a provided on the top of the push pin 15. .
  • the vertical movement arm 31 is configured to move up and down by the driving device 6, whereby the push pin 15 moves up and down in conjunction with the vertical movement arm 31.
  • the vertically moving arm 31 is moved downward, the falling body 4 is pushed down by the push pin 15, and the falling body 4 is sent out from the loading portion 13 a and sent into the measurement container 11. ing.
  • a configuration different from the configuration in which the pin insertion hole 15b and the vertically moving arm 31 shown in FIGS. 4 and 6 are connected is also conceivable.
  • the upper part of the push pin is pressed from above by the vertical movement arm so that the push pin is pushed down.
  • the push pin is returned to its original position by the return force of an elastic member such as a spring. It is a structure returned to (position before being pushed down).
  • the drive device 6 is preferably a servo motor or a stepping motor so that the timing for moving the vertical movement arm 31 and the vertical position can be strictly controlled.
  • the left and right moving arms 34 a and 34 a are connected to the loading holder 13 by inserting the left and right moving arms 34 a and 34 a into the through holes 13 b and 13 b of the loading holder 13. It becomes a state. Further, the left and right moving arms 34a and 34a are configured to move left and right by the drive device 7, whereby the loading holder 13 moves left and right in conjunction with the left and right moving arms 34a and 34a. .
  • the left and right moving arms 34a and 34a are provided with a predetermined moving distance so that the loading portions 13a of the loading holder 13 are sequentially disposed below the push pin 15. Are only moved sequentially.
  • the timing for moving the loading holder 13 is when the vertical movement arm 31 is at the origin position 60 or the upper limit position 63 and when the push pin 15 is not inserted into the loading portion 13a. It has become.
  • the left and right moving arms 34a and 34a are returned to their original positions, so that the loading holder 13 is also moved to the standby position before the measurement is started (state shown in FIG. 1). It is supposed to be returned.
  • a guide convex portion 16c protrudes downward in the slide hole 16m provided in the column portion 16 of the extrusion device 12, and this guide convex portion 16c is loaded. It is inserted into a guide groove 13 c formed in the holder 13. As a result, the loading holder 13 moves left and right while being guided by the guide convex portion 16c.
  • the drive device 7 is preferably a servo motor or a stepping motor so that the timing for moving the left and right moving arms 34a and 34a and the left and right positions can be strictly controlled. Further, the drive device 6 and the drive device 7 are synchronized by the arithmetic control device 9 (see FIG. 1), so that the timing of the horizontal movement of the loading holder 13 and the vertical movement of the push pin 15 is controlled. The falling body 4 can be automatically dropped.
  • the vertical movement arm 31 is stopped at a total of four positions including an origin position 60, a first stop position 61, a second stop position 62, and an upper limit position 63 (FIG. 6). Thus, it is controlled by the driving device 6.
  • the lower end 15 c of the push pin 15 is connected to the loading portion 13 a of the loading holder 13 in the state where the upper connecting portion 15 a of the push pin 15 is disposed at the upper position. It will be in the state arranged above.
  • the vertically moving arm 31 When the vertically moving arm 31 is lowered from the origin position 60 to the first stop position 61, the lower end 15c of the push pin 15 is inserted into the loading portion 13a and comes into contact with the upper end portion of the falling body 4 so that the falling body 4 is It is moved downward.
  • the falling body 4 does not fall into the measurement container 11, but is in a standby state in which a part (lower part) of the falling body 4 is entered into the measurement container 11 (a standby state in which the lower part protrudes downward from the extrusion device 12. Status).
  • the vertical movement arm 31 is lowered from the first stop position 61 to the second stop position 62, the push pin 15 is further moved downward, and the falling body 4 falls into the measurement container 11. Thereafter, the vertical movement arm 31 is raised from the second stop position 62 to the upper limit position 63 and then returned to the origin position 60.
  • the vertical movement arm 31 moves from the origin position 60 (FIG. 7A) to the first stop position 61 (FIG. 7B) and then moves for a specified time T1. Is stopped, and after the specified time T1 has elapsed, the movement from the first stop position 61 to the second stop position 62 (FIG. 7C) is started. That is, it is possible to wait for the falling body 4 to fall for a specified time T1.
  • FIG. 8 shows that the falling body 4 is in a standby state at the specified time T1.
  • a cylindrical guide portion 12c for guiding the falling body 4 protrudes from the lower portion of the base member 16n of the extrusion device 12, and the falling body 4 falls vertically by passing through the guide portion 12c. I have to.
  • the lower portion of the falling body 4 protrudes from the guide portion 12c, and the measured object 3 is adapted to the surface of the falling body 4 at the protruding portion.
  • the measured object 3 rises through the gap S formed between the guide portion 12 c and the falling body 4, so that a wide range on the surface of the falling body 4 becomes compatible with the measured object 3. ing.
  • the resistance can be reduced, and the falling body 4 can be surely caused to move at a constant speed (to reach the end-of-falling speed) within a limited drop distance in the measurement container 11.
  • the specified time T1 for waiting for the falling body 4 to fall with the vertically moving arm as the first stop position is, for example, a few seconds such as 2 seconds or 3 seconds. It can be appropriately defined depending on the type, the length of the falling body 4 and the like. This makes it possible to set the degree of familiarity of the DUT 3 to the surface of the falling body 4, and the falling body 4 is reliably moved at a constant velocity within a limited drop distance in the measurement container 11 ( To the end-of-fall speed).
  • a vertical hole 12f is formed.
  • This vertical hole 12f can be realized by providing protrusions 13e and 13e as shown in FIG. 5 in the same manner as the vertical hole 13d of the loading holder 13 loading portion 13a.
  • the vertically moving arm 31 is moved from the first stop position 61 (FIG. 7B) to the second stop position 62 (FIG. 7C) by the prescribed acceleration A.
  • the falling body 4 is fed into the object 3 to be measured after being given the initial velocity V.
  • the operating speed of the vertically moving arm 31, that is, the operating speed of the push pin 15 can be set in advance according to the object to be measured 3. In this way, by allowing the falling body 4 to be given the initial velocity V, the falling body 4 is surely caused to move at a constant speed within the limited drop distance in the measurement container 11 (falling end velocity). ).
  • the viscosity of the object to be measured using a plurality of falling bodies can be measured using the time chart shown in FIG.
  • a total of 8 falling bodies are continuously dropped.
  • the eight falling bodies are assumed to have different densities (mg / cm 3 ), and by using a plurality of falling bodies having different densities as described above, it is possible to determine the Newtonian fluid / non-Newtonian fluid described later. Become.
  • the time chart of FIG. 9 will be described in order with reference to the configurations of FIGS. 1 to 8.
  • FIG. 3 as shown in FIG.
  • the moving table 22 is moved to the measurement position 25.
  • the loading holder 13 is disposed at the standby position, and as shown in FIG. 7B, the vertical movement arm 31 (the push pin 15) is at the origin position 60. Yes.
  • the loading portion 13 a containing the first falling body 4 arranged on the leftmost side in the drawing is positioned below the push pin 15.
  • the loading holder 13 is slid leftward.
  • the vertically moving arm 31 is once raised to the upper limit position 63 and adjusted to the zero point, and then returned to the origin position 60. Waiting for time T0 (in this example, 1 second).
  • the vertical movement arm 31 is lowered to the first stop position 61, and the lower part of the falling body 4 is projected from the guide portion 12c. This step is the first step.
  • the first stop position 61 waits for a specified time T1 (in this example, 2 seconds). During this specified time T1, the surface of the fallen body 4 and the object to be measured 3 become familiar. This step is the second step.
  • a first step of setting a part of the falling body 4 in a standby state in which the falling body 4 has entered the measurement container 11 and attaching the object 3 to be measured to the surface of the falling body (FIG. 7A);
  • a second step of maintaining the state of the falling body in the first step for a specified time (FIG. 7B)
  • a third step for feeding the fallen body (FIG. 7C), and a fallen body operating method.
  • the first falling body is sent out, and as shown in FIG. 6, the vertical movement arm 31 is raised and returned to the upper limit position 63, and the first measurement operation is completed.
  • the loading holder 13 is slid so that the loading portion 13 a containing the second falling body 4 from the left is located below the push pin 15, and thereafter, similarly to the first one.
  • the operation of the vertically moving arm is performed.
  • the operations of the loading holder 13 and the push pin 15 (vertical moving arm 31) shown in FIGS. 6 and 7 described above are repeated until the eighth measurement operation is completed.
  • the loading holder 13 is automatically returned to the standby position in the preparatory stage (the state shown in FIG. 1), and the vertical movement arm 31 is returned to the origin position 60.
  • the movable table 22 is returned from the measurement position 25 to the measurement retracted position 24, and the falling body delivery device 1 is removed upward from the outer cylinder 21 to complete the measurement.
  • the measurement result is output.
  • the falling body is sequentially dropped by sliding the loading holder 13, but by sliding the extrusion device 12 without sliding the loading holder 13.
  • the falling bodies may be dropped sequentially. That is, any configuration may be used as long as the relative position between the loading holder 13 and the extrusion device 12 can be changed. In the form of relative movement, each falling body comes into direct contact with the extruding pin 15 and each falling body 4 can be sent out under the same conditions, so that variations in measurement results can be reduced. Moreover, about the form which changes a relative position, it is not limited to a slide, What kind of form may be sufficient.
  • the automatic measurement work described above can be automatically controlled by the arithmetic and control unit 9.
  • the falling speed of the falling body can be measured by the falling body speed measuring sensor 5 shown in FIG.
  • the falling body speed measuring sensor 5 is not particularly limited, but, as shown in FIG. 10, two sets of coil pairs 91 and 92 arranged so as to surround the outer peripheral surface of the outer cylinder 21 (see FIG. 1).
  • the falling speed can be calculated by analyzing the change in potential that is generated by the arithmetic and control unit 9. More specifically, the upper coil pair 91 (first coil pair) is arranged in such a way that the coils 91a and 91b have different polarities, i.e., the winding directions are opposite to each other. Connected to. Similarly, the lower coil pair 92 (second coil pair) is also connected in parallel by arranging the coils 92a and 92b so that their polarities are different from each other.
  • the potential of each coil can be measured as a signal output (V) as shown in FIG. 11. That is, it is possible to record the state in which the signal output (V) fluctuates due to the induced electromotive force generated in each coil when the falling body passes through the magnetic field of each coil.
  • the vertical axis represents signal output (V)
  • the horizontal axis represents time (t). The horizontal axis also corresponds to the falling position of the falling body.
  • a waveform L1 represents a change with time of the potential of the upper coil pair 91 (coils 91a and 91b) in FIG. 10 by a signal output (V), and a waveform L2 is a lower part of FIG.
  • the change with time of the potential of the coil pair 92 (coils 92a and 92b) on the side is represented by a signal output (V).
  • V signal output
  • two extreme values M1 and M2 appear, and the first elapsed time Ta between these extreme values M1 and M2 is the distance D1 between the upper and lower centers of the coils 91a and 91b (the position of the upper and lower centers of the coil 91a).
  • the average value of the drop speeds v1 and v2 may be used as the drop speed, or one of them may be used as the drop speed.
  • the coils of the coil pair shown in FIG. By connecting in parallel with polarity, two extreme values can be obtained in each coil pair, and the passing time of each coil can be obtained using this extreme value. There is no particular limitation.
  • the shear rate ⁇ and the shear rate are plotted.
  • the stress ⁇ indicates a proportional relationship passing through the origin, it can be determined that the fluid is a Newtonian fluid, whereas when the stress ⁇ does not indicate a proportional relationship, the shear rate ⁇ and the shearing force are measured as in the measurement object 3B. It cannot be said that the stress ⁇ shows a proportional relationship through the origin Expediently, it can be determined that a non-Newton fluid.
  • the object 3B is close to what is defined as the Casson fluid in the region W1 for the object whose weight (mg) (which may be density (mg / cm 3 )) is small.
  • the region W2 with a large falling body weight (mg) it is not a Newtonian fluid because it does not pass through the origin, but is interpreted as a linear (proportional relationship) behavior similar to the Newtonian fluid.
  • “Newtonian fluid” refers to a linear (proportional relationship) passing through the origin in the graph showing the relationship between the shear rate and the shear stress shown in FIG. Further, “non-Newtonian fluid” refers to a fluid excluding “Newtonian fluid”.
  • the fall state of a fallen body can be determined by using the structure of the fallen body speed measurement sensor 5 shown in FIG. 10 and the waveform shown in FIG. That is, as shown in FIG. 11, by comparing the first elapsed time Ta between the two extreme values of one coil pair 91 and the second elapsed time Tb between the two extreme values of the other coil pair 92, The state of the falling body falling is determined.
  • the waveform L1 if the first elapsed time Ta for the upper coil pair 91 is smaller than the second elapsed time Tb for the lower coil pair 92, the speed of the falling body decreases. Therefore, it can be determined that a constant-velocity drop movement is not performed.
  • the constant velocity falling motion is not caused by the case where acceleration is continued due to the low viscosity of the object to be measured, or the velocity is decreased due to the high viscosity.
  • a constant velocity drop motion is performed in a region above a certain speed.
  • the initial velocity V is given by the vertically moving arm 31 (extrusion pin 15) and By adjusting the speed V, the falling body 4 can be adjusted to cause a constant speed drop motion in the measurement container 11. That is, the initial speed V is adjusted so that the first elapsed time Ta and the second elapsed time Tb are substantially the same.
  • step S3 between step S2 and step S5 it may be determined whether or not a constant velocity drop is made based on the measurement results of the first elapsed time Ta and the second elapsed time Tb.
  • the determination of the equal velocity drop is performed because the reliability of the calculation result (viscosity obtained in step S5) is low in the viscosity calculation method based on the assumption of the constant velocity drop.
  • the arithmetic and control unit 9 determines that the first elapsed time Ta between the two extreme values of one coil pair 91 and the two extreme values of the other coil pair 92 are as shown in FIGS.
  • the absolute value of the difference between both times Ta and Tb is within a constant ⁇ (the constant ⁇ is a constant separately defined by the properties of the object to be measured and the device characteristics) It can be determined that the constant velocity has been dropped (step S4), and the viscosity can be calculated as it is (step S5).
  • step S7 when the absolute value of the difference between both times Ta and Tb is larger than the constant ⁇ in step S3, it is determined that the vehicle does not fall at a constant speed (step S7).
  • the cause of the constant speed drop not being considered is that the initial speed V is low or high, so the initial speed V is changed (step S8).
  • This change in the initial speed V can be performed by causing the measurer to arbitrarily change the initial speed V by using an operation / display device 10 such as a display that the arithmetic control device 9 prompts to change, or the arithmetic control device 9 can automatically change the initial speed V. It is also possible to execute the change automatically.
  • the automatic change (adjustment) of the initial speed V by the arithmetic control device 9 may be repeatedly performed, for example, until both times Ta and Tb are substantially the same. Further, this operation may be performed as a preparatory operation before starting measurement.
  • the present invention can be used for viscosity measurement of various things such as blood, beverages, paints, chemicals, yeast, yogurt, mayonnaise, resin, etc., where falling bodies can fall under its own weight, and Newtonian fluid is Of course, it can also be used for viscosity measurements on those classified as non-Newtonian fluids.

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Abstract

【課題】落体式粘度計について、測定結果のばらつきの発生を抑えるための新規な構成を提案するものである。 【解決手段】装填用ホルダー１３の装填部１３ａに装填された落体４を被測定物３内へ送出する際における、落体式粘度計２の落体４の送出方法であって、押出ピン１５によって前記落体４を押下げることで、前記落体４を前記装填部１３ａから送出させる、落体式粘度計２の落体４の送出方法とすることで、測定結果のばらつきの発生を抑えるものである。

Description

落体式粘度計の落体の送出方法、落体送出装置、及び、それを備える落体式粘度計
本発明は、測定容器内の被測定物内に落下させた落体の落下速度を測定し、測定値から被測定物の粘度を計測する落体式粘度計に関するものであり、より詳しくは、落体式粘度計の測定精度を向上させるための技術に関するものである。
従来、粘度の測定対象物となる液体内に落体を鉛直に落下させ、落体の落下速度から液体の粘度を計測する粘度計が知られている（特許文献１、２参照。）。　
例えば、特許文献１は、略針状落体を筒状の測定容器内に落下させる構成とするものであり、特に、血液の粘度を計測することを目的としている。より具体的には、上下に離間させた一対の電磁誘導形センサを筒状の測定容器に取り付けた構成としており、上側の電磁誘導形センサによる略針状落体の検出信号を受けた後から、下側の電磁誘導形センサによる略針状落体の検出信号を受けるまでの時間を計測し、この時間と上下の電磁誘導形センサ間の距離から落下終末速度を検出することとしている。なお、前記「落下終末速度」とは、流体中を等速度落下運動をしているときの落下速度とされている。　
また、特許文献１、２のいずれにおいても、落体をランチャーから筒状の測定容器内へと落下させるものであって、測定の際には、落体を指で摘むようにしてランチャーにセットするとともに、その指で摘んだ状態を解除することで、重力によって落体が自然に測定容器内へと移動されるものとしている。
特開２００６－２０８２６０号公報 特開平８－２１９９７３号公報
しかし、上述の従来の構成のように、指で摘んだ落体を落下させる構成では、落体が自由落下を開始する位置（上下方向の位置）を均一にすることが困難であり、自由落下を開始してから上側の電磁誘導形センサに至るまでの時間にばらつきが生じ、これにより、落体が上側のセンサを通過する際の速度にばらつきが生じることになる。この結果として、測定者毎に測定結果のばらつきが生じることはもちろんのこと、同一の測定者によってもばらつきが生じることになる。　
また、落体を指で保持する構成であると、指から落体への力の加わり方によって、落体の落下姿勢や挙動に影響が生じることが懸念される。特に、針状の落体の場合では、落体が細長い形状となるため、落体の周囲を指で摘んだ状態を開放した場合には、落体に傾きが生じることや、落体の軸を中心とした回転力が生じることなどが懸念される。これらは、落体が鉛直に自由落下することの妨げとなり得るものと考えられる。　
そこで、本発明は、以上の問題に鑑み、落体式粘度計について、測定結果のばらつきの発生を抑えるための新規な構成を提案するものである。　
以上に加え、従来は、落体の落下速度は落下終末速度に至っていることを前提とし、また、落体が流体中を等速度落下運動で運動していることを前提として、落体の落下速度や、測定対象物となる液体の粘度が算出されることとしている。　
しかし、測定対象物によっては、落体が落下を開始してから上側の電磁誘導形センサに至るまでの距離が短い、時間が短い、などの理由で、落体が落下終末速度に至らずに、流体中を等速度落下運動で運動していない状況も生じ得る。　
このような場合では、落体が等速度落下運動で運動していることを前提とする粘度の測定方法（算定方法）では、その測定結果（算定結果）の信頼性が乏しいものとなってしまう。　
このことから、本発明の他の課題は、落体を落下終末速度に確実に至らしめ、等速度落下運動がされる状況を作り出すことを可能とする技術についても提案するものである。　
また、以上に加え、上述の従来の構成では、都度、一つの落体を手作業にてランチャーにセットしなければならないため、作業負担を強いられるものであった。また、ランチャーの孔の位置に落体を合わせなければならないため、その位置合わせのために意識を集中せねばならず、複数回の測定を行う際には、作業負担が大きいものであった。
　また、落下速度の測定精度を向上させるためには、測定回数を増やすことでサンプル数を多く取得することが有効となるが、測定回数が増えるほど上述した作業負担やばらつきの問題が増えることになってしまう。また、多種類の被測定物について、粘度の比較検討などをする場合でも、測定回数が増えることになり、同様の問題が生じることになる。
　そこで、本発明の他の課題は、落体式粘度計について、作業負担の問題などを解決するための新規な構成を提案するものである。
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。　
即ち、請求項１に記載のごとく、　装填用ホルダーの装填部に装填された落体を被測定物内へ送出する際における、落体式粘度計の落体の送出方法であって、　押出ピンによって前記落体を押下げることで、前記落体を前記装填部から送出させる、落体式粘度計の落体の送出方法とするものである。　
また、請求項２に記載のごとく、　前記押出ピンは、駆動装置によって作動される、こととするものである。　
また、請求項３に記載のごとく、　前記押出ピンの動作速度は、前記被測定物に応じて予め規定され得る、こととするものである。　
また、請求項４に記載のごとく、　前記押出ピンによる前記落体の送出に際し、　前記落体の一部を測定容器内へ進入させた待機状態にセットして、前記被測定物を前記落体の表面に付着させる第一ステップと、　前記第一ステップにおける落体の状態を規定時間維持する第二ステップと、　前記第二ステップの後に、前記落体を送出する第三ステップと、　を有する、落体の送出方法とするものである。　
また、請求項５に記載のごとく、前記押出ピンは、駆動装置によって作動される、こととするものである。　
また、請求項６に記載のごとく、前記押出ピンの動作速度、及び／又は、前記第二ステップの規定時間は、前記被測定物に応じて予め規定され得る、こととするものである。　
また、請求項７に示すごとく、装填用ホルダーの装填部に装填された落体を被測定物内へ送出するための押出ピンを備える、落体送出装置とするものである。　
また、請求項８に記載のごとく、前記押出ピンは、駆動装置によって作動される、こととするものである。　
また、請求項９に示すごとく、前記押出ピンの動作速度を、前記被測定物に応じて予め規定することを可能とする、こととするものである。　
また、請求項１０に記載のごとく、　前記押出ピンによる前記落体の送出に際し、　前記落体の一部を測定容器内へ進入させた待機状態にセットして、前記被測定物を前記落体の表面に付着させる第一ステップと、　前記第一ステップにおける落体の状態を規定時間維持する第二ステップと、　前記第二ステップの後に、前記落体を送出する第三ステップと、　を実行可能とする、落体送出装置とするものである。　
また、請求項１１に記載のごとく、　前記押出ピンを作動させるための駆動装置を備える、こととするものである。　
また、請求項１２に記載のごとく、　前記押出ピンの動作速度、及び／又は、前記第二ステップの規定時間は、前記被測定物に応じて予め規定され得る、こととするものである。　
また、請求項１３に記載のごとく、　前記装填用ホルダーは、前記装填部を複数有し、　前記押出装置によって、前記各装填部に装填された落体を順次送出することを可能とする、　ものである。　
また、請求項１４に記載のごとく、　前記装填部には、前記落体を前記装填部に保持しつつ、前記落体を前記押出装置によって前記装填部に対して移動可能にする落体保持機構を備え、　前記落体保持機構は、　前記装填部を、縦孔と、前記縦孔の内周面に形成される突部にて構成し、　前記突部と前記落体の周面との間に生じる摩擦力によって、前記落体の落下が抑制される構成とする、ものである。　
また、請求項１５に記載のごとく、　前記装填用ホルダーと前記押出装置は、相対位置が変更可能に設けられており、　前記相対位置を変更させて、前記各装填部に対する前記押出ピンの相対位置が順次合わせられることで、　前記各装填部に装填された落体が順次送出され得る構成とする、ものである。　
また、請求項１６に記載のごとく、　前記装填用ホルダーは、前記押出装置と分離可能に構成されている、　こととするものである。　
また、請求項１７に記載のごとく、　前記相対位置の変更は、駆動装置にて行われ得る構成とする、　こととするものである。　
また、請求項１８に記載のごとく、　請求項７乃至請求項１７のいずれか一項に記載の落体送出装置を備える落体式粘度計とするものである。
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。　
即ち、請求項１に記載の発明においては、　落体が自由落下を開始する位置（上下方向の位置）を均一にすることが可能となり、自由落下を開始してから落体速度測定センサに至るまでの時間のばらつきの発生が抑えられ、落体が落体速度測定センサを通過する際の速度にばらつきの発生を抑えることができる。　
また、請求項２に記載の発明においては、　駆動装置にて押出ピンを作動させることで、落体の送出作業を自動化することができ、測定作業の作業性を向上させることができる。　
また、請求項３に記載の発明においては、　落体に初速度を与えることを可能とすることで、測定容器内の限られた落下距離の中で、落体を確実に等速度落下運動させる（落下終末速度に至らせる）ことができる。　
また、請求項４に記載の発明においては、　落体を落下させる前に、被測定物を落体の表面に馴染ませることによって、落体が落下を開始する際に、落体と被測定物の間に生じる流体摩擦抵抗を低減させることが可能となり、測定容器内の限られた落下距離の中で、落体を確実に等速度落下運動させる（落下終末速度に至らせる）ことができる。　
また、請求項５に記載の発明においては、　駆動装置にて押出ピンを作動させることで、落体の送出作業を自動化することができ、測定作業の作業性を向上させることができる。　
また、請求項６に記載の発明においては、　落体に初速度を与えることを可能とすることで、測定容器内の限られた落下距離の中で、落体を確実に等速度落下運動させる（落下終末速度に至らせる）ことができる。　また、落体の表面への被測定物の馴染みの度合いを設定することが可能となり、測定容器内の限られた落下距離の中で、落体を確実に等速度落下運動させる（落下終末速度に至らせる）ことができる。　
また、請求項７に記載の発明においては、　落体が自由落下を開始する位置（上下方向の位置）を均一にすることが可能となり、自由落下を開始してから落体速度測定センサに至るまでの時間のばらつきの発生が抑えられ、落体が落体速度測定センサを通過する際の速度にばらつきの発生を抑えることができる。　
また、請求項８に記載の発明においては、　駆動装置にて押出ピンを作動させることで、落体の送出作業を自動化することができ、測定作業の作業性を向上させることができる。　
また、請求項９に記載の発明においては、　落体に初速度を与えることを可能とすることで、測定容器内の限られた落下距離の中で、落体を確実に等速度落下運動させる（落下終末速度に至らせる）ことができる。　
また、請求項１０に記載の発明においては、　落体を落下させる前に、被測定物を落体の表面に馴染ませることによって、落体が落下を開始する際に、落体と被測定物の間に生じる流体摩擦抵抗を低減させることが可能となり、測定容器内の限られた落下距離の中で、落体を確実に等速度落下運動させる（落下終末速度に至らせる）ことができる。　
また、請求項１１に記載の発明においては、　駆動装置にて押出ピンを作動させることで、落体の送出作業を自動化することができ、測定作業の作業性を向上させることができる。　
また、請求項１２に記載の発明においては、　落体に初速度を与えることを可能とすることで、測定容器内の限られた落下距離の中で、落体を確実に等速度落下運動させる（落下終末速度に至らせる）ことができる。　また、落体の表面への被測定物の馴染みの度合いを設定することが可能となり、測定容器内の限られた落下距離の中で、落体を確実に等速度落下運動させる（落下終末速度に至らせる）ことができる。　
　また、請求項１３に記載の発明においては、
　落体を装填し得る装填部を複数有する装填用ホルダーが、落体を装填部に保持しつつ、落体を押出装置によって装填部に対して移動可能にする機構を備えているため、複数の落体についての粘度の測定作業を連続的に行うことができ、作業負担の軽減や、測定結果のばらつきを軽減することが可能となる。
　また、請求項１４に記載の発明においては、各落体が、装填用ホルダーの装填部の内面に形設された縦孔と突部の組み合わせによって適宜の摩擦力で保持されるため、押出装置に過大な荷重を必要とせず、また落体が自由落下をすることがないため、簡易な構造により作業負担の軽減や、測定結果のばらつきを軽減することが可能となる。
　また、請求項１５に記載の発明においては、
　各落体が直接的に押出ピンと接触し、各落体が同じ条件で送出され得ることになり、測定結果のばらつきを軽減することが可能となる。
　また、請求項１６に記載の発明においては、
　複数本の落体をセットした装填用ホルダーをストックとして用意しておくことが可能となり（カートリッジ式となること）、装填用ホルダーの交換により、次の測定作業に速やかに移行できるなど、作業性に優れたものとすることができる。
　また、請求項１７に記載の発明においては、
　複数の落体についての粘度の測定作業を自動的に行うことができ、作業負担の軽減や、測定結果のばらつきを軽減することが可能となる。　
また、請求項１８に記載の発明においては、以上に述べた効果を有する落体式粘度計を実現することができる。
落体送出装置を備える落体式粘度計の構成について示す図。 落体式粘度計を組立てる前の状態について示す図。 落体式粘度計の外観を示す側面図。 落体送出装置の押出装置の構成について示す背面図。 装填用ホルダーの装填部の断面図。 落体送出装置の押出装置の構成について示す側面図。 （ａ）は、上下移動アームが原点位置にあるときについて説明する図。（ｂ）は、上下移動アームが第一停止位置にあるときについて説明する図。（ｃ）は、上下移動アームが第二停止位置にあるときについて説明する図。 落体の落下を待機状態とさせる状態について示す図。 落体を順次落下させるための自動制御について説明する図。 落体速度測定センサの構成例について示す図。 落体速度測定センサによって検出される電位変化の波形について示す図。 剪断速度と剪断応力の関係について説明する図。 測定作業の全体の流れについて示す流れ図。
本発明の実施の形態は、図１及び図８に示すごとく、　装填用ホルダー１３の装填部１３ａに装填された落体４を被測定物３内へ送出する際における、落体式粘度計２の落体４の送出方法であって、　押出ピン１５によって前記落体４を押下げることで、前記落体４を前記装填部１３ａから送出させる、落体式粘度計２の落体の送出方法とするものである。　
これにより、落体４が自由落下を開始する位置（上下方向の位置）を均一にすることが可能となり、自由落下を開始してから落体速度測定センサ５（図１参照）に至るまでの時間のばらつきの発生が抑えられ、落体が落体速度測定センサ５を通過する際の速度にばらつきの発生を抑えることができる。　
また、図３に示すごとく、　前記押出ピン１５は、駆動装置６によって作動される、こととするものである。　
このように、駆動装置６にて押出ピン１５を作動させることで、落体４の送出作業を自動化することができ、測定作業の作業性を向上させることができる。　
また、図７（ｃ）に示すごとく、　前記押出ピン１５の動作速度は、前記被測定物３に応じて予め規定され得る、こととするものである。　
これにより、落体４に初速度Ｖを与えることを可能とすることで、測定容器１１内の限られた落下距離の中で、落体４を確実に等速度落下運動させる（落下終末速度に至らせる）ことができる。　
また、図７（ａ）～（ｃ）に示すごとく、　前記押出ピン１５による前記落体４の送出に際し、　前記落体４の一部を測定容器１１内へ進入させた待機状態にセットして、前記被測定物３を前記落体４の表面に付着させる第一ステップと、　前記第一ステップにおける落体４の状態を規定時間維持する第二ステップと、　前記第二ステップの後に、前記落体４を送出する第三ステップと、　を有する、こととするものである。　
これにより、落体４を落下させる前に、被測定物３を落体４の表面に馴染ませることによって、落体４が落下を開始する際に、落体４と被測定物３の間に生じる流体摩擦抵抗を低減させることが可能となり、測定容器１１内の限られた落下距離の中で、落体４を確実に等速度落下運動させる（落下終末速度に至らせる）ことができる。　
また、図７（ａ）～（ｃ）に示すごとく、　前記押出ピン１５の動作速度、及び／又は、前記第二ステップの規定時間は、前記被測定物３に応じて予め規定され得る、こととするものである。　
このように、落体４に初速度Ｖを与えることを可能とすることで、測定容器１１内の限られた落下距離の中で、落体４を確実に等速度落下運動させる（落下終末速度に至らせる）ことができる。　また、落体４の表面への被測定物３の馴染みの度合いを設定することが可能となり、測定容器１１内の限られた落下距離の中で、落体４を確実に等速度落下運動させる（落下終末速度に至らせる）ことができる。
　また、図１又は図５に示すごとく、前記装填用ホルダー１３は、前記装填部１３ａを複数有し、
　前記押出装置１２によって、前記各装填部１３ａに装填された落体４を順次送出することを可能とする落体送出装置１とするものである。
　これにより、複数の落体についての粘度の測定作業を連続的に行うことができ、作業負担の軽減や、測定結果のばらつきを軽減することが可能となる。
　また、図５に示すごとく、
　前記装填部１３には、前記落体４を前記装填部１３ａに保持しつつ、前記落体４を前記押出装置１２によって前記装填部１３ａに対して移動可能にする落体保持機構１３Ｍを備え、　前記落体保持機構１３Ｍは、　前記装填部１３ａを、縦孔１３ｄと、前記縦孔の内周面に形成される突部１３ｅ・１３ｅにて構成し、
　前記突部１３ｅ・１３ｅと、前記突部１３ｅ・１３ｅと前記落体４の周面との間に生じる摩擦力によって、前記落体４の落下が抑制される構成とする、ものである。
　これにより、各落体４が、装填用ホルダー１３の装填部１３ａの内面に形設された縦孔１３ｄと突部１３ｅ・１３ｅの組み合わせによって適宜の摩擦力で保持されるため、押出装置１２（図４参照）に過大な荷重を必要とせず、また落体４が自由落下をすることがないため、簡易な構造により作業負担の軽減や、測定結果のばらつきを軽減することが可能となる。
　また、図１に示すごとく、
　装填用ホルダー１３と押出装置１２は、相対位置が変更可能に設けられており、
　押出装置１２は、落体４を押下げて装填部１３ａから送出するための押出ピン１５を有しており、
　相対位置を変更させて、各装填部１３ａに対する押出ピン１５の相対位置が順次合わせられることで、
　各装填部１３ａに装填された落体が順次送出され得る構成とする。
　これにより、各落体４が直接的に押出ピン１５と接触し、各落体４が同じ条件で送出され得ることになり、測定結果のばらつきを軽減することが可能となる。
　また、図２に示すごとく、
　装填用ホルダー１３は、押出装置１２と分離可能に構成されていることとする。
　これにより、複数本の落体４をセットした装填用ホルダー１３をストックとして用意しておくことが可能となり（カートリッジ式となること）、装填用ホルダー１３の交換により、次の測定作業に速やかに移行できるなど、作業性に優れたものとすることができる。
　また、図３に示すごとく、
　装填用ホルダー１３と押出装置１２の相対位置の変更は、駆動装置７にて行われ得る構成とする。
　これにより、複数の落体についての粘度の測定作業を自動的に行うことができ、作業負担の軽減や、測定結果のばらつきを軽減することが可能となる。
　また、図１に示すごとく、
　以上の構成の落体送出装置１を備える落体式粘度計２とするものである。
　これにより、作業負担の軽減や、測定結果のばらつきを軽減することを可能とする落体式粘度計２を実現できる。
　以下、詳細について、実施例を用いて説明する。
　図１は、本発明の一実施形態にかかる落体送出装置１を備える落体式粘度計２の構成を説明するものである。落体式粘度計２は、測定容器１１内に入れられた被測定物３の中に略針状の落体４を落下させ、この落体４の落下速度を落体速度測定センサ５にて測定するとともに、測定された落下速度を用いることで被測定物３の粘度を測定するものである。
　また、図１に示すごとく、落体式粘度計２は、測定に際して必要となる数値を入力したり、測定された落下速度や粘度などを表示したりするための操作・表示装置１０を備える構成としている。また、測定結果は、図示せぬ出力装置から印字出力などをすることが可能となっている。
　なお、本実施例で述べる落体４の落下速度とは、落体４が被測定物中を等速度で落下（等速度落下運動）している際の速度（落下終末速度）をいうものである。また、粘度の測定対象物となる被測定物３は、血液、飲料、塗料、薬品、酵母、ヨーグルト、マヨネーズ、樹脂など、落体４がその中を自重で落下し得る各種のものが想定され、また、Ｎｅｗｔｏｎ流体はもちろんのこと、非Ｎｅｗｔｏｎ流体として種別されるものも想定される。
　また、測定された落下速度を利用した粘度の算出方法については、特開平８－２１９９７３号公報や、特開２００６－２０８２６０号公報に開示されるものなどを利用でき、これらの公報に開示される方法をプログラムにて実行することで粘度を算出することが可能である。
＜装置構成＞
　以下、装置構成の詳細について説明する。
　図１は落体式粘度計２の外観を示す正面図、図２は落体式粘度計２を組立てる前の状態について示す図、図３は落体式粘度計２の外観を示す側面図である。
　図１に示すごとく、落体式粘度計２には、測定容器１１が挿入される外筒２１を上下方向に立設させる移動台２２が設けられている。また、外筒２１には、二組のコイル対を有する落体速度測定センサ５が設けられている。
　また、図１に示すごとく、落体式粘度計２には、演算制御装置９が設けられており、この演算制御装置９によって、落体を順次落下させるための自動制御（タイムチャート（図９）の実行）、落下速度や粘度の算出、さらには、操作・表示装置１０との間での各種情報の入出力が行われるようになっている。
　また、図２に示すごとく、落体送出装置１は、外筒２１に上方から挿入される測定容器１１が取付けられる押出装置１２と、この押出装置１２に対して横方向にスライドするように相対移動可能に設置される装填用ホルダー１３と、を有している。
　また、図２に示すごとく、押出装置１２には、上下方向に移動可能に設けられた押出ピン１５が設けられており、この押出ピン１５によって、装填用ホルダー１３に装填された落体４が、押出装置１２の下部に取付けられる測定容器１１内へと送出される構成としている。
　また、図２に示すごとく、測定容器１１は、有底の筒状容器であって上部に形設される注入口から被測定物が入れられるようになっている。また、測定容器１１の下部には落体回収部１４が形成されており、被測定物内を落下した落体は、落体回収部１４にて回収されるようになっている。
　また、図２に示すごとく、装填用ホルダー１３は、横方向に長いブロック状の部材にて構成され、複数の孔状の装填部１３ａ・１３ａ・・・が上下方向に形設されている。各装填部１３ａ・１３ａ・・・には、それぞれ、略針状の落体４が装填されるようになっている。また、装填用ホルダー１３は、押出装置１２の柱部１６に形設される横方向のスライド用孔１６ｍに挿入されるとともに、柱部１６の下部に構成されるベース部材１６ｎ上を横方向に移動するように構成される。
　そして、図２に示すごとく、測定容器１１内に被測定物を入れて押出装置１２に取付けるとともに、装填用ホルダー１３を押出装置１２にセットすることで落体送出装置１が組立てられた状態とする。そして、測定容器１１の部位を外筒２１内へと上方から挿入することで、落体送出装置１が外筒２１にセットされた状態となる。
　なお、図２に示すごとく、装填用ホルダー１３は、前記押出装置１２と分離可能に構成されていることで、複数本の落体４をセットした装填用ホルダー１３をストックとして用意しておくことが可能となり（カートリッジ式となること）、装填用ホルダー１３の交換により、次の測定作業に速やかに移行できるなど、作業性に優れたものとすることができる。
　また、図３に示すごとく、外筒２１が立設される移動台２２は、測定台２３の奥行き方向（装填用ホルダー１３のスライド方向と直交する方向）にスライド移動できるように構成されており、手前の位置となる測定待避位置２４と、測定の際の位置となる測定位置２５に、セットできるようになっている。そして、測定待避位置２４では、図２に示すように、落体送出装置１に取付けた測定容器１１を外筒２１に挿入する準備作業が行われ、この準備作業が完了した状態で、図３に示すように、移動台２２を奥側の測定位置２５へと移動させることが可能となっている。また、測定終了後は、移動台２２を再び測定待避位置２４へと移動させることで、外筒２１から落体送出装置１（測定容器１１）の取り出しができるようになっている。
　また、図３に示すごとく、落体式粘度計２には、駆動装置６・７などを収容する縦長のボックス部２６が設けられており、このボックス部２６の縦壁部２６ａからは、上下移動アーム３１、位置決めピン３２ａ・３２ｂ、左右移動アーム３４ａが突出されるようになっている。なお、図２に示すごとく、位置決めピン３２ａ・３２ｂは合計四箇所、左右移動アーム３４ａ・３４ａは合計二箇所に配置されるようになっている。
　また、図４に示すごとく、押出装置１２は、柱状の柱部１６の内部に押出ピン１５を上下移動可能に設ける構成としており、この柱部１６の背面には、図３に示される位置決めピン３２ａ・３２ｂが挿入される位置決め孔１６ａ・１６ｂが奥行き方向に形設されている。
　また、図４に示すごとく、押出ピン１５の上部に形設される連結部１５ａには、図３に示される上下移動アーム３１の先端部が挿入されるピン挿入孔１５ｂが奥行き方向に形設されている。
　また、図４に示すごとく、装填用ホルダー１３の左右の二位置には、図３に示される左右移動アーム３４ａ・３４ａが挿入される貫通孔１３ｂ・１３ｂが奥行き方向に形設されている。
　そして、図４に示す構成により、図３に示す測定待避位置２４から、測定位置２５へと移動台２２を移動させた際においては、上下移動アーム３１がピン挿入孔１５ｂに、位置決めピン３２ａ・３２ｂが位置決め孔１６ａ・１６ｂに、左右移動アーム３４ａ・３４ａが貫通孔１３ｂ・１３ｂに、それぞれ挿入されるようになっている。これにより、図３に示す測定位置２５に移動台２２がセットされた際には、落体送出装置１の各部位のボックス部２６（縦壁部２６ａ）に対する相対位置を、規定の位置にセットできるようになっている。
　また、図４に示すごとく、装填用ホルダー１３の各装填部１３ａ・１３ａ・・・には、落体４・４・・・が装填されており、この落体４を上方から押出ピン１５にて押下げることによって、落体４が測定容器１１内へと送出されるようになっている。また、押出ピン１５の移動の停止位置は、後述する駆動装置６（図３参照）やストッパー（不図示）などによって、規定され得るようになっている。
　また、図５は、装填用ホルダー１３の装填部１３ａの水平断面の形状を示すものであり、装填部１３ａは、縦孔１３ｄと、この縦孔１３ｄの軸中心に向かって突出する突部１３ｅ・１３ｅを有する構成としている。そして、この突部１３ｅ・１３ｅが落体４の外周面に接触することで、落体４の外周面と突部１３ｅ・１３ｅの間に摩擦力が発生し、この摩擦力によって落体４が縦孔１３ｄから自然に落下せずに、突部１３ｅ・１３ｅによって装填部１３ａに保持された状態が維持されるようになっている。
　これにより、図５に示すごとく、装填用ホルダー１３の装填部１３ａは、落体４を装填部１３ａに保持しつつ、落体４を押出装置１２（図４参照）によって装填部１３ａに対して移動可能にする落体保持機構１３Ｍを備える構成となっている。また、落体保持機構１３Ｍは、前記装填部１３ａを、縦孔１３ｄと、前記縦孔１３ｄの内周面に形成される突部１３ｅ・１３ｅにて構成し、前記突部１３ｅ・１３ｅと前記落体４の周面との間に生じる摩擦力によって、前記落体４の落下が抑制される構成とするものである。
　また、図５に示す構成によれば、各落体４が、装填用ホルダー１３の装填部１３ａの内面に形設された縦孔１３ｄと突部１３ｅ・１３ｅの組み合わせによって適宜の摩擦力で保持されるため、押出装置１２（図４参照）に過大な荷重を必要とせず、また落体４が自由落下をすることがないため、簡易な構造により作業負担の軽減や、測定結果のばらつきを軽減することが可能となる。
　なお、図５においては、突部１３ｅ・１３ｅを略三角状の断面を有する上下に長い突条が４箇所に配置される構成としたが、形状や個数については、図５の形態に限定されることはない。例えば、縦孔１３ｄの端部に平面視において円周状の凸起と設ける形態や、半球状の突起を縦孔１３ｄの内周面に設ける形態や、縦孔１３ｄの内周面に連続的な凹凸が形成される内歯形状の形態とすることなども考えられる。また、突部１３ｅ・１３ｅについては、装填用ホルダー１３とは別体のゴムや樹脂などにて構成するほか、縦孔１３ｄの成形時に同時に形設される構成としてもよい。
　そして、以上のように、落体４を押出ピン１５にて押下げて送出する形態とすることで、落体が自由落下を開始する位置（上下方向の位置）を均一にすることが可能となり、自由落下を開始してから落体速度測定センサ５（図１参照）に至るまでの時間のばらつきの発生が抑えられ、落体が落体速度測定センサ５を通過する際の速度にばらつきの発生を抑えることができる。
　また、図４及び図６に示すごとく、押出ピン１５の上部に設けた連結部１５ａに、上下移動アーム３１が挿入されることにより、押出ピン１５と上下移動アーム３１が連結された状態となる。また、上下移動アーム３１は、駆動装置６によって上下移動するように構成されており、これにより、上下移動アーム３１と連動して押出ピン１５が上下移動するようになっている。そして、上下移動アーム３１が下方へ移動された際には、押出ピン１５によって落体４が押下げられ、落体４が装填部１３ａから送出されて、測定容器１１内へと送出されるようになっている。なお、図４及び図６に示されるピン挿入孔１５ｂと上下移動アーム３１が連結される構成とは別の構成も考えられる。例えば、上下移動アームにて押出ピンの上部を上から押えつけることで、押出ピンを押し下げる構成とするとともに、落体の送出後においては、押出ピンがスプリングなどの弾性部材の復帰力によって元の位置（押し下げられる前の位置）に復帰される構成である。
　このように、駆動装置６にて押出ピン１５を作動させることで、落体４の送出作業を自動化することができ、測定作業の作業性を向上させることができる。なお、駆動装置６については、上下移動アーム３１を移動させるタイミングや、上下位置を厳密にコントロール可能とするために、サーボモーターやステッッピングモータとすることが好ましい。
　また、図４及び図６に示すごとく、装填用ホルダー１３の貫通孔１３ｂ・１３ｂに、左右移動アーム３４ａ・３４ａが挿入されることにより、左右移動アーム３４ａ・３４ａと装填用ホルダー１３が連結された状態となる。また、左右移動アーム３４ａ・３４ａは、駆動装置７によって左右移動するように構成されており、これにより、左右移動アーム３４ａ・３４ａと連動して装填用ホルダー１３が左右移動するようになっている。
　そして、図４及び図６に示すごとく、測定時においては、装填用ホルダー１３の各装填部１３ａが順次押出ピン１５の下方に配置されるように、左右移動アーム３４ａ・３４ａが規定の移動距離だけ順次移動されるようになっている。また、装填用ホルダー１３を移動させるタイミングは、上下移動アーム３１が原点位置６０、若しくは、上限位置６３にある場合であって、装填部１３ａに押出ピン１５が挿入されていないときに行われるようになっている。また、押出ピン１５による各落体４の送出の終了後は、左右移動アーム３４ａ・３４ａが元の位置に戻さることで、装填用ホルダー１３も測定開始前の待機位置（図１の状態）へと戻されるようになっている。
　また、図４及び図６に示すごとく、押出装置１２の柱部１６に設けたスライド用孔１６ｍには、ガイド凸部１６ｃが下方向に突設されており、このガイド凸部１６ｃが、装填用ホルダー１３に形設されたガイド溝１３ｃに挿入されるようになっている。これにより、装填用ホルダー１３はガイド凸部１６ｃによってガイドされながら左右移動するようになっている。
　以上のように、駆動装置７にて装填用ホルダー１３を作動させることで、装填用ホルダー１３の送り作業を自動化することができ、測定作業の作業性を向上させることができる。なお、駆動装置７については、左右移動アーム３４ａ・３４ａを移動させるタイミングや、左右位置を厳密にコントロール可能とするために、サーボモーターやステッッピングモータとすることが好ましい。また、前記駆動装置６と駆動装置７は、演算制御装置９（図１参照）にて同期させることで、装填用ホルダー１３の左右移動と押出ピン１５の上下移動のタイミングがコントロールされ、順次、落体４を自動で落下させることができるようになっている。
　また、図６及び図７に示すごとく、上下移動アーム３１は、原点位置６０、第一停止位置６１、第二停止位置６２、上限位置６３（図６）、の合計４位置にて停止されるように、駆動装置６によって制御されるようになっている。
　ここで、上下移動アーム３１が原点位置６０にあるときには、押出ピン１５の上部の連結部１５ａが上の位置に配置された状態では、押出ピン１５の下端１５ｃが装填用ホルダー１３の装填部１３ａの上方に配置された状態となる。
　また、上下移動アーム３１が原点位置６０から第一停止位置６１へ下降されると、押出ピン１５の下端１５ｃが装填部１３ａ内へと挿入されて落体４の上端部に当接し、落体４が下方へと移動される。ここで、落体４は、測定容器１１内へは落下せずに、落体４の一部（下部）が測定容器１１内へと進入された待機状態（下部が押出装置１２から下方に突出する待機状態）に設定される。
　また、上下移動アーム３１が第一停止位置６１から第二停止位置６２へ下降されると、押出ピン１５がさらに下方へと移動され、落体４が測定容器１１内へと落下する。その後、上下移動アーム３１は第二停止位置６２から上限位置６３まで上昇した後に、原点位置６０へと戻される。
　また、図６及び図７に示すごとく、上下移動アーム３１は、原点位置６０（図７（ａ））から第一停止位置６１（図７（ｂ））に移動した後、規定時間Ｔ１だけ移動が停止され、この規定時間Ｔ１を経過した後に、第一停止位置６１から第二停止位置６２（図７（ｃ））への移動が開始されるようになっている。即ち、規定時間Ｔ１だけ落体４の落下を待機させることができるようになっている。
　図８は、この規定時間Ｔ１において、落体４の落下が待機状態であることを示している。
　押出装置１２のベース部材１６ｎの下部には、落体４をガイドするための筒状のガイド部１２ｃが突設されており、このガイド部１２ｃを通過させることで、落体４が鉛直に落下するようにしている。そして、この構成において、落下の待機状態では、ガイド部１２ｃから落体４の下部が突出し、この突出した部位において、落体４の表面に被測定物３が馴染むようになっている。
　さらに、いわゆる毛細管現象によって、ガイド部１２ｃと落体４の間に形設される隙間Ｓを被測定物３が上昇することで、落体４の表面における広い範囲が被測定物３と馴染むようになっている。このように、落体４を落下させる前に、被測定物３を落体４の表面に馴染ませることによって、落体４が落下を開始する際に、落体４と被測定物３の間に生じる流体摩擦抵抗を低減させることが可能となり、測定容器１１内の限られた落下距離の中で、落体４を確実に等速度落下運動させる（落下終末速度に至らせる）ことができるようにしている。
　なお、図８に示す構成において、上下移動アームを第一停止位置として落体４の落下を待機させる規定時間Ｔ１は、例えば、２秒や、３秒などの数秒とするほか、被測定物３の種別や落体４の長さなどによって、適宜規定され得るものである。これにより、落体４の表面への被測定物３の馴染みの度合いを設定することが可能となり、測定容器１１内の限られた落下距離の中で、落体４を確実に等速度落下運動させる（落下終末速度に至らせる）ことができるようにしている。なお、落体４をこの位置で落下させずに待機状態で保持できるように、ベース部材１６ｎにおけるガイド部１２ｃの上方には、落体４の周面との摩擦力によって落体４の落下を抑制する機能を有する縦孔１２ｆが形成される。この縦孔１２ｆは、装填用ホルダー１３装填部１３ａの縦孔１３ｄと同様に、図５に示されるような突部１３ｅ・１３ｅを設けることで実現できる、
　また、図７に示すごとく、第一停止位置６１（図７（ｂ））から第二停止位置６２（図７（ｃ））へは、規定の加速度Ａによって上下移動アーム３１が移動され、これにより、落体４が初速度Ｖを与えられた上で、被測定物３内に送出されるようになっている。この上下移動アーム３１の動作速度、つまり、押出ピン１５の動作速度は、被測定物３に応じて予め設定され得るようになっている。そして、このように、落体４に初速度Ｖを与えることを可能とすることで、測定容器１１内の限られた落下距離の中で、落体４を確実に等速度落下運動させる（落下終末速度に至らせる）ことができるようにしている。
＜測定手順＞
　以上のような構成とし、図９に示されるタイムチャートによって、複数本の落体を用いた被測定物の粘度の測定の実施が可能となる。
　この例では、合計８本の落体を連続的に落下させるものである。なお、８本の落体は、それぞれ密度（ｍｇ／ｃｍ３）が異なるものとし、このように密度の異なる落体を複数用いることで、後述するＮｅｗｔｏｎ流体／非Ｎｅｗｔｏｎ流体の判定を行うことが可能となる。
　図９のタイムチャートについて、図１乃至図８の構成を参照しながら順に説明すると、まず、前準備として、図３に示すごとく、移動台２２を測定待避位置２４とし、装填用ホルダー１３及び測定容器１１をセットした落体送出装置１を、外筒２１にセットした状態とする。そして、移動台２２を測定位置２５へと移動させる。
　また、この状態では、図１に示すごとく、装填用ホルダー１３は待機位置に配置されるとともに、図７（ｂ）に示すごとく、上下移動アーム３１（押出ピン１５）は原点位置６０とされている。そして、図１に示すごとく、操作・表示装置１０にて測定を開始させると、図において最も左側に配置される１本目の落体４の入った装填部１３ａが押出ピン１５の下方となるように、装填用ホルダー１３が左方向にスライドさせられる。また、図６及び図７（ｂ）に示すごとく、上下移動アーム３１は、いったん上限位置６３へ上昇させられてゼロ点調整された後に、原点位置６０へと復帰され、この原点位置６０で規定時間Ｔ０だけ待機される（この例では１秒間）。
　次に、図７（ｂ）及び図８に示すごとく、上下移動アーム３１は、第一停止位置６１へと下降され、ガイド部１２ｃから落体４の下部が突出される。このステップが第一ステップとされる。
　そして、図７（ｂ）及び図８に示すごとく、この第一停止位置６１にて規定時間Ｔ１だけ待機される（この例では２秒間）。この規定時間Ｔ１の間に、落体４の表面と被測定物３が馴染むことになる。このステップが第二ステップとされる。
　その後、図７（ｃ）に示すごとく、上下移動アーム３１は、第二停止位置６２へと下降され、これにより、落体４が測定容器１１内へと送出される。このステップが第三ステップとされる。
　以上のように、押出ピン１５による前記落体４の送出に際し、
　前記落体４の一部を測定容器１１内へ進入させた待機状態にセットして、前記被測定物３を前記落体の表面に付着させる第一ステップと（図７（ａ））、
　前記第一ステップにおける落体の状態を規定時間維持する第二ステップと（図７（ｂ））、
　前記第二ステップの後に、前記落体を送出する第三ステップと（図７（ｃ））、を有する落体の操出方法とするものである。
　以上のようにして、一本目の落体の送出が行われ、図６に示すごとく、上下移動アーム３１が上昇して上限位置６３へと戻され、１本目の測定作業が完了される。
　次に、図１に示すごとく、左から２本目の落体４の入った装填部１３ａが押出ピン１５の下方となるように装填用ホルダー１３がスライドさせられ、この後は、１本目と同様に、上下移動アームの動作が行われる。
　以上に説明した、図６及び図７に示す装填用ホルダー１３と押出ピン１５（上下移動アーム３１）の動作が、８本目の測定作業が完了するまで繰り返される。そして、８本目の測定作業が完了後は、装填用ホルダー１３は前準備の段階の待機位置（図１の状態）まで自動で戻され、上下移動アーム３１は原点位置６０へと戻される。その後、図３に示すごとく、移動台２２が測定位置２５から測定待避位置２４へと戻され、落体送出装置１が外筒２１から上方へ取外されることで、測定終了となる。測定終了後には、測定結果の出力が行われる。
　以上のようにして、１本目から８本目までの複数の落体についての測定作業を自動で連続的に行うことができ、作業負担の軽減や、測定結果のばらつきを軽減することが可能となる。
　なお、以上の例では、図１に示すごとく、装填用ホルダー１３をスライドさせることで、順次落体を落下させる構成としたが、装填用ホルダー１３をスライドさせずに押出装置１２をスライドさせることで、順次落体を落下させる構成としてもよい。つまり、装填用ホルダー１３と押出装置１２の相対位置が変更可能に設けられる構成であればよい。相対移動させる形態とすれば、各落体が直接的に押出ピン１５と接触し、各落体４が同じ条件で送出され得ることになり、測定結果のばらつきを軽減することが可能となる。また、相対位置を変更させる形態については、スライドに限定されるものではなく、いかなる形態であってもよい。また、以上に述べた自動による測定作業は、演算制御装置９によって自動制御されることとすることができる。
＜落下速度の測定＞
　以上の構成において、落体の落下速度は、図１に示される落体速度測定センサ５にて測定されることができる。この落体速度測定センサ５は、特に限定されるものではないが、図１０に示すごとく、外筒２１（図１参照）の外周面を取り囲むように配置される二組のコイル対９１・９２に生じる電位の変化を演算制御装置９にて解析することで、落下速度を算出することができる。より具体的には、まず上側のコイル対９１（第一のコイル対）は、コイル９１ａ・９１ｂを互いに極性が異なるように、即ち、巻き方向が互いに逆の関係となるように配置され、並列に接続される。下側のコイル対９２（第二のコイル対）についても、同様に、コイル９２ａ・９２ｂを互いに極性が異なるように配置して並列に接続される。
　そして、図１０の落体速度測定センサ５の構成において、図１１に示すごとく、各コイルの電位を信号出力（Ｖ）として測定することができるようになっている。つまり、各コイルの磁界を落体が通過した際に、各コイルに生じる誘導起電力によって、信号出力（Ｖ）が変動する様子が記録できるようになっている。なお、図１１において、縦軸は信号出力（Ｖ）であり、横軸は時間（ｔ）である。また、この横軸は、落体の落下位置にも対応することになる。
　図１１において、波形Ｌ１は、図１０の上側のコイル対９１（コイル９１ａ・９１ｂ）の電位の経時的な変化を信号出力（Ｖ）にて表すものであり、波形Ｌ２は、図１０の下側のコイル対９２（コイル９２ａ・９２ｂ）の電位の経時的な変化を信号出力（Ｖ）にて表すものである。波形Ｌ１については、二つの極値Ｍ１・Ｍ２が現れ、この極値Ｍ１・Ｍ２の間の第一経過時間Ｔａが、コイル９１ａ・９１ｂの上下中心間距離Ｄ１（コイル９１ａの上下中央の位置と、コイル９１ｂの上下中央の位置の間隔）を通過するのに要した時間として定義される。同様に、波形Ｌ２については、二つの極値Ｍ３・Ｍ４が現れ、この極値Ｍ３・Ｍ４の間の第二経過時間Ｔｂが、コイル９２ａ・９２ｂの上下中心間距離Ｄ２（コイル９２ａの上下中央の位置と、コイル９２ｂの上下中央の位置の間隔）を通過するのに要した時間として定義される。
　そして、各波形Ｌ１・Ｌ２について、例えば、上下中心間距離Ｄ１・Ｄ２をそれぞれ第一経過時間Ｔａ・第二経過時間Ｔｂで除すことにより、落体の落下速度ｖ１・ｖ２を求めることができる（落下速度ｖ１（ｍｍ／ｍｓｅｃ）＝Ｄ２（ｍｍ）／Ｔａ（ｍｓｅｃ）、落下速度ｖ２（ｍｍ／ｍｓｅｃ）＝Ｄ２（ｍｍ）／Ｔａ（ｍｓｅｃ））。この落下速度ｖ１・ｖ２の平均値を落下速度としてもよいし、いずれか一方を落下速度として採用してもよい。また、この他、各波形Ｌ１・Ｌ２と基準電位Ｖ０（演算制御装置９の電源部にて各コイルに印加される電圧）との交点Ｍ５・Ｍ６の間の時間Ｔｃを求め、この時間Ｔｃから落下速度を求めてもよい。
　なお、図１０に示す落体速度測定センサ５の構成、及び、図１０の構成に基づく図１１に示す波形Ｌ１・Ｌ２を利用して落下速度を求めるほか、図１０に示すコイル対のコイルを同じ極性にて並列に接続することによっても、各コイル対において二つの極値を得ることができ、この極値を用いて各コイルの通過時間を取得することができるため、コイルの巻き方については、特に限定されるものはない。
　また、以上のようにして求めた落下速度を用いた粘度の算出方法については、特開平８－２１９９７３号公報や、特開２００６－２０８２６０号公報に開示されるものなどを利用でき、これらの公報に開示される方法をプログラムにて実行することで粘度を算出することが可能である。
＜流体の種別の判定＞
　粘度の算出に関連し、図１２に示すごとく、剪断速度γ（横軸（単位：１／ｓ（秒））と剪断応力τ（縦軸（単位：Ｐａ））をプロットすることにより、被測定物がＮｅｗｔｏｎ流体、若しくは、非Ｎｅｗｔｏｎ流体であるかを判定することが可能となる。即ち、上述の測定例のように、８本の密度（ｍｇ／ｃｍ３）の異なる落体について、その重量（ｍｇ）と落下速度（ｍ／ｓ）の測定値に基づいて、剪断速度γと剪断応力τを求め、図１２のグラフにプロットする。仮に、被測定物３Ａのように、剪断速度γと剪断応力τが原点を通る比例関係を示す場合には、Ｎｅｗｔｏｎ流体であると判定することができる。一方で、比例関係を示さない場合には、被測定物３Ｂのように、剪断速度γと剪断応力τが原点を通る比例関係を示すといえない場合には、非Ｎｅｗｔｏｎ流体であると判定することができる。
　また、図１２のグラフにおいて、被測定物３Ｂについては、落体の重量（ｍｇ）（密度（ｍｇ／ｃｍ３）でもよい）が小さいものについての領域Ｗ１では、Ｃａｓｓｏｎ流体として定義されるものに近しいの挙動を示し、落体の重量（ｍｇ）が大きいものについての領域Ｗ２では、原点を通らないためＮｅｗｔｏｎ流体ではないが、Ｎｅｗｔｏｎ流体と同様に線形（比例関係）の挙動を示すもの、として、解釈することもできる。
　なお、本明細書において、「Ｎｅｗｔｏｎ流体」とは、図１２に示す剪断速度と剪断応力の関係を示すグラフにおいて、原点を通る線形（比例関係）を示すものをいう。また、「非Ｎｅｗｔｏｎ流体」とは、「Ｎｅｗｔｏｎ流体」を除いた流体のことをいう。
＜落下状態の判定＞
　また、以上に述べた被測定物の粘度の算出においては、落体が被測定物を等速度落下運動しているものと仮定しているが、実際には、等速度落下運動していない、つまりは、落下終末速度に到達していない可能性もある。この場合には、図１２のグラフにも影響が出ることになるため、Ｎｅｗｔｏｎ流体／非Ｎｅｗｔｏｎ流体の判定について、誤った判定が行われることが懸念される。
　この点については、図１０に示す落体速度測定センサ５の構成と、図１１に示す波形を用いることで、落体の落下の状態を判定することができる。
　即ち、図１１に示すごとく、一方のコイル対９１の二つの極値間の第一経過時間Ｔａと、他方のコイル対９２の二つの極値間の第二経過時間Ｔｂを比較することで、落体の落下の状態を判定するものである。
　図１１の波形Ｌ１において、仮に、両時間Ｔａ・Ｔｂが略同一であれば、それぞれ同一の距離に設定される、コイル対９１・９２におけるコイル同士の上下中心間距離Ｄ１・Ｄ２（Ｄ１＝Ｄ２）を通過するのに同一の時間を要したことから、等速度落下運動しているものと判定することができる。一方で、波形Ｌ１において、仮に、上側のコイル対９１についての第一経過時間Ｔａが、下側のコイル対９２についての第二経過時間Ｔｂよりも大きい場合には、落体の速度が増加していると考えられるため、等速度落下運動をしていないものと判定することができる。さらに、波形Ｌ１において、仮に、上側のコイル対９１についての第一経過時間Ｔａが、下側のコイル対９２についての第二経過時間Ｔｂよりも小さい場合には、落体の速度が減少していると考えられるため、等速度落下運動をしていないものと判定することができる。
　ここで、等速度落下運動をしない原因として、被測定物の粘度が低いために加速を続けてしまう場合や、粘度が高いために速度が減少してしまうなどといったことが考えられる。また、被測定物によっては、ある速度以上の領域で等速度落下運動が行われるということも考えられる。
　以上のようにして、落体が等速度落下運動をしているか否か、また、どのような落下運動をしているか（加速をしているか、減速をしているか）、といった落下状態を判定することが可能となる。
　また、仮に、落体が等速度落下運動をしていない場合には、図７（ｃ）に示すごとく、上下移動アーム３１（押出ピン１５）にて初速度Ｖを与えることとするとともに、この初速度Ｖの調整を行うことによって、落体４について、測定容器１１内において等速度落下運動を行わせるための調整を行うことが可能となる。即ち、第一経過時間Ｔａと第二経過時間Ｔｂが略同一となるように、初速度Ｖの調整を行うものである。
＜測定作業の全体の流れ：実施例＞
　以上に述べた落体の落下速度や粘度の測定や流体の種別の判定を行う場合の一連の流れの例を、図１３の流れ図に示す。
　この流れ図に沿って説明すると、まず、落体の落下の初速度Ｖを設定し（ステップＳ１）、第一経過時間Ｔａと第二経過時間Ｔｂを測定する（ステップＳ２）。この第一経過時間Ｔａと第二経過時間Ｔｂの測定は、上述したタイムチャートに則って自動的に行われる（図９参照）。次に、演算制御装置９にて、各落体について、剪断速度と剪断応力の関係を示すグラフの勾配（図１２参照）から粘度を算出するとともに（ステップＳ５）、その結果を出力する（ステップＳ６）。このような流れで、粘度を算出することが可能となる。
　また、ステップＳ２とステップＳ５の間のステップＳ３において、第一経過時間Ｔａと第二経過時間Ｔｂの測定結果に基づき、等速度落下がなされているか否かの判定を行ってもよい。ここで、等速度落下の判定を行うのは、等速度落下を前提とする粘度の算出方法では、その算出結果（ステップＳ５で求めた粘度）の信頼性が低いことになるためである。
　このステップＳ３では、演算制御装置９は、図１０及び図１１に示すごとく、一方のコイル対９１の二つの極値間の第一経過時間Ｔａと、他方のコイル対９２の二つの極値間の第二経過時間Ｔｂを比較し、両時間Ｔａ・Ｔｂの差分の絶対値が定数δ以内である場合（定数δは、被測定物の性状や装置特性により別途規定される定数）には、等速度落下がされているものと判定し（ステップＳ４）、そのまま粘度の算出を行うこととすることとできる（ステップＳ５）。
　一方で、ステップＳ３において、両時間Ｔａ・Ｔｂの差分の絶対値が定数δよりも大きい場合には、等速度落下していないものと判定される（ステップＳ７）。この等速度落下をしていない原因としては、初速度Ｖが低い、若しくは、高い、ことが要因として考えられるため、初速度Ｖの変更が行われる（ステップＳ８）。この初速度Ｖの変更は、演算制御装置９が変更を促す表示など操作・表示装置１０にすることで、測定者に任意に初速度Ｖの変更を行わせることや、演算制御装置９が自動的に変更を実行することとしてもよい。演算制御装置９による初速度Ｖの自動的な変更（調整）については、例えば、両時間Ｔａ・Ｔｂが略同一となるまで繰り返し行われることとしてもよい。また、この操作を、測定を開始する前の準備操作として行うこととしてもよい。
　以上に述べた一連の流れによって、被測定物の粘度の算出、被測定物の流体の種別の判定（Ｎｅｗｔｏｎ流体／非Ｎｅｗｔｏｎ流体の判定）、等速度落下をしているか否かの判定、に役立てることができる。
　本発明は、血液、飲料、塗料、薬品、酵母、ヨーグルト、マヨネーズ、樹脂など、落体がその中を自重で落下し得る各種のものについての粘度測定について利用することができ、また、Ｎｅｗｔｏｎ流体はもちろんのこと、非Ｎｅｗｔｏｎ流体として種別されるものについての粘度測定についても利用することができる。
　１　　落体送出装置
　２　　落体式粘度計
　３　　被測定物
　４　　落体
　５　　落体速度測定センサ
　６　　駆動装置
　７　　駆動装置
　９　　演算制御装置
　１０　操作・表示装置
　１１　測定容器
　１２　押出装置
　１３　装填用ホルダー
　１３ｄ　縦孔
　１３ｅ　突部
　１５　押出ピン
　２１　外筒
　２２　移動台
　３１　上下移動アーム
　６０　原点位置
　６１　第一停止位置
　６２　第二停止位置
　６３　上限位置
　９１　コイル対
　９２　コイル対
 
 

Claims (18)

  1. 　装填用ホルダーの装填部に装填された落体を被測定物内へ送出する際における、落体式粘度計の落体の送出方法であって、
    　押出ピンによって前記落体を押下げることで、前記落体を前記装填部から送出させる、落体式粘度計の落体の送出方法。
  2. 　前記押出ピンは、駆動装置によって作動される、
    　ことを特徴とする、請求項１に記載の落体式粘度計の落体の送出方法。
  3. 　前記押出ピンの動作速度は、前記被測定物に応じて予め規定され得る、
    　ことを特徴とする、請求項２に記載の落体式粘度計の落体の送出方法。
  4. 　前記押出ピンによる前記落体の送出に際し、
    　前記落体の一部を測定容器内へ進入させた待機状態にセットして、前記被測定物を前記落体の表面に付着させる第一ステップと、
    　前記第一ステップにおける落体の状態を規定時間維持する第二ステップと、
    　前記第二ステップの後に、前記落体を送出する第三ステップと、
    　を有する、
    　ことを特徴とする、請求項１に記載の落体式粘度計の落体の送出方法。
  5. 　前記押出ピンは、駆動装置によって作動される、
    　ことを特徴とする、請求項４に記載の落体式粘度計の落体の送出方法。
  6. 　前記押出ピンの動作速度、及び／又は、前記第二ステップの規定時間は、前記被測定物に応じて予め規定され得る、
    　ことを特徴とする、請求項５に記載の落体式粘度計の落体の送出方法。
  7. 　装填用ホルダーの装填部に装填された落体を被測定物内へ送出するための押出ピンを備える、
    　落体式粘度計の落体送出装置。
  8. 　前記押出ピンは、駆動装置によって作動される、
    　ことを特徴とする、請求項７に記載の落体式粘度計の落体送出装置。
  9. 　前記押出ピンの動作速度を、前記被測定物に応じて予め規定することを可能とする、
    　ことを特徴とする、請求項８に記載の落体式粘度計の落体送出装置。
  10. 　前記押出ピンによる前記落体の送出に際し、
    　前記落体の一部を測定容器内へ進入させた待機状態にセットして、前記被測定物を前記落体の表面に付着させる第一ステップと、
    　前記第一ステップにおける落体の状態を規定時間維持する第二ステップと、
    　前記第二ステップの後に、前記落体を送出する第三ステップと、
    　を実行可能とする、
    　ことを特徴とする、請求項７に記載の落体式粘度計の落体送出装置。
  11. 　前記押出ピンを作動させるための駆動装置を備える、
    　ことを特徴とする、請求項１０に記載の落体式粘度計の落体送出装置。
  12. 　前記押出ピンの動作速度、及び／又は、前記第二ステップの規定時間は、前記被測定物に応じて予め規定され得る、
    　ことを特徴とする、請求項１１に記載の落体式粘度計の落体送出装置。
  13. 前記装填用ホルダーは、前記装填部を複数有し、　前記押出装置によって、前記各装填部に装填された落体を順次送出することを可能とした、　ことを特徴とする、請求項７乃至請求項１２に記載の落体送出装置。
  14. 前記装填部には、前記落体を前記装填部に保持しつつ、前記落体を前記押出装置によって前記装填部に対して移動可能にする落体保持機構を備え、　前記落体保持機構は、　前記装填部を、縦孔と、前記縦孔の内周面に形成される突部にて構成し、　前記突部と前記落体の周面との間に生じる摩擦力によって、前記落体の落下が抑制される構成とする、　ことを特徴とする、請求項７乃至請求項１３に記載の落体送出装置。
  15. 前記装填用ホルダーと前記押出装置は、相対位置が変更可能に設けられており、　前記相対位置を変更させて、前記各装填部に対する前記押出ピンの相対位置が順次合わせられることで、　前記各装填部に装填された落体が順次送出され得る構成とする、　ことを特徴とする、請求項７乃至請求項１４に記載の落体送出装置。
  16. 前記装填用ホルダーは、前記押出装置と分離可能に構成されている、　ことを特徴とする、請求項７乃至請求項１５に記載の落体送出装置。
  17. 前記相対位置の変更は、駆動装置にて行われ得る構成とする、　ことを特徴とする、請求項７乃至請求項１６に記載の落体送出装置。
  18. 　請求項７乃至請求項１７のいずれか一項に記載の落体送出装置を備える落体式粘度計。
     
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