JPH025402Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

本考案は、粘度計に係り、とくに回転形粘度計
における目盛円板の読取誤差をなくし正確な粘度
測定を可能にした粘度計に関する。 従来、非ニユートン系流体（ゼラチン、インキ
等）の粘度測定には回転形粘度計が用いられてい
る。この回転形粘度計は、被測定流体に円筒体を
浸漬し一定速度で回転させたとき生ずるトルクが
粘度に比例することを利用して粘度を測定するも
のであり、例えば第１図に示す如き構造をしてい
る。具体的に説明すると、円筒形の計器ケース１
内の上部には同期モータ及び減速ギヤ機構又はベ
ルト機構から成る駆動部２が装備されており、こ
の駆動部２の稼動で駆動側回転軸としての出力軸
３が定速回転するように成つている。この出力軸
３の下端部は鉤状に張出して先端に軸受４が設け
られており、この軸受４に上端部が鉤状に張出し
た従動側回転軸としての従動軸５が前記出力軸３
と同軸上で回転自在に軸支されている。この従動
軸５は計器ケース１から更に下方に延設されてお
り、下端に固着した粘度測定用の円筒体６が被測
定流体７を満たした容器８に浸漬されるように成
つている。前記出力軸３と従動軸５の間には、駆
動トルクを伝達せしめるスプリング（ヘール）９
が介装されている。前記出力軸３の回転力を受け
て従動軸５，円筒体６が回転するときに粘性抵抗
による逆向のトルクが発生する。よつて、このト
ルクと前記スプリング９の弾性によるトルクが丁
度釣合うまで位相が遅れた状態で従動軸５が回転
することになる。前記出力軸３と従動軸５の遅れ
角（捩り変位）はトルクに比例するのでこの遅れ
角を検出して粘度を求めることができる。 前記出力軸３と従動軸５には第１図に示すよう
に目盛円板１０，１１が装着されており、この目
盛円板１０，１１を上下から挾むように配置した
読取器１２，１３が計器ケース１に設けられてい
る。前記目盛円板１０，１１に付した目盛１４，
１５は先頭目盛１４Ａ，１５Ａ（第３図参照）を
基準として円周を等角度に細分したスリツトから
成り、一方、読取器１２，１３は発光・受光素子
対で構成されスリツトが横切る毎にパルスを出力
する。前記先頭目盛１４Ａ，１５Ａは、粘度計の
稼動前、即ち、目盛円板１０，１１の停止時に一
致するように成つており、稼動の際、先頭目盛１
４Ａ，１５Ａから現在位置までのパルス数をカウ
ンタ回路１６，１７で計数し演算回路１８で駆動
側の計数値より従動側の計数値を引算（負の場合
は補数処理する）して位相差を求め粘度を測定す
るように成つている（第３図のγ参照）。このた
め略0.5RPMと極めて遅い回転に拘わらず測定タ
イミングを選ぶことがなく、又、連続的な測定も
可能なので粘度の急変も確実に把えることができ
る。前記目盛円板の目盛及び読取器は等間隔に設
けた磁性体及び電磁ピツクアツプなどで構成され
てもよい。 ところで、正確な測定を行なうためには前記目
盛円板と読取器が厳密に同心円上に配置されなけ
ればならないが、加工技術・コストなどから組立
精度に自づと限界があり、例え目盛円板の目盛誤
差が無くても該目盛円板と読取器の間に不可避的
に存在する偏心によつて測定誤差が生じる欠点が
あつた。第２図に説明するように、読取器と目盛
円板２０が点Ｏを中心に同心円上に在るときの読
取点Ａの該目盛円板２０に対する軌跡をＧ１、読
取器が′だけ偏心したときの読取点A′の軌跡
をＧ２とすると、例えばOO′方向を基線とした点
A′の実際の角度はβであるにも拘わらず、読取
角度は点ＯよりA′を見たときのＧ１の読み、即
ちαとなり、θ＝α−βだけ誤差が生じていた。
この為、測定精度が制限され、又、所要の精度を
得るには組立精度を著しく向上させなければなら
ず技術的に困難で実用的でないという不都合があ
つた。 本考案は、上記従来技術の欠点に鑑み本考案者
が鋭意研究を重ねた結果なされたものであり、１
つの目盛円板に対し読取器を複数個配置し偏心に
よる誤差を平均化で相殺させることにより簡単に
精度向上を図ることのできる粘度計を提供するこ
とを、その目的とする。 本考案は、駆動側又は従動側の少なくとも一方
の目盛円板に対し検出器を所定間隔をおいて複数
個配置し、他方の目盛円板との位相差を各検出器
毎に求め平均して粘度を算出することにより、前
記目的を達成しようとするものである。 以下、本考案の一実施例を第３図及び第４図に
基づいて説明する。 第３図は駆動側と従動側の位相差を検出し粘度
測定を行なう計測部を示す概略図である。図に於
て、出力軸に装着した駆動側の目盛円板１０と、
従動軸に装着した従動側の目盛円板１１の各々に
対し、等間隔離れてｎ個づつ（第３図では３個）
の読取器３２₁〜３２_o、３３₁〜３３_oが周方向に
同一配置となるよう計器ケース内の所定箇所に設
けられている。各読取器は駆動側と従動側の対応
する読取器３２₁，３３₁、３２₂，３３₂、…が対
をなすようにして演算部５０と接続されている。
この演算部５０は先頭目盛１４Ａ，１５Ａが通過
してから現時点までに読取器３２₁〜３２_o、３３
_１〜３３_oが出力したパルスを計数するカウンタ回
路５１₁〜５１_oと、対をなす読取器３２₁，３３₁
等の計数値の差を必要に応じ補数処理しながら演
算し位相差を求める引算回路５２₁〜５２_oと、各
引算回路５２₁〜５２_oの結果を平均し粘度を求め
る平均値演算回路５３とから構成されている。そ
の他の構成部分は前述した従来技術と全く同様に
成つている。 次に、本実施例の作用を第４図を参照して説明
する。今、駆動側を例にとり、ｎ個の読取器３２
_１〜３２_oが目盛円板３０の中心Ｏと同心上にある
ときの読取点をＡ，Ｂ，Ｃ，…その軌跡をＧ１、
該読取器３２₁〜３２_oが点O′に偏心したときの読
取点をA′，B′，C′，…（偏心率／＝ε）
その軌跡をＧ２、とすると、OO′方向を基準にし
てO′点を中心に角度β離れた所にA′点があると
き誤差θ₀は、 θ₀＝α−β ここで、 tanα＝sinβ／cosβ−ε よつて θ₀＝tan^-1sinβ／cosβ−ε−β 前述したように各読取器３２₁〜３２_oの読取角
度は最終的に平均値演算回路６０で平均化される
ため、駆動部側で生ずる偏心誤差も平均して考え
ることができ、 平均誤差＝１／ｎ・_o-1 〓ⁱ⁼⁰ θi ＝１／ｎ・_o-1 〓 〓ⁱ⁼⁰ tan^-1sin（β＋2π／ｎ・ｉ）／cos（β＋2π／ｎ・
ｉ）−ε−（β＋2π／ｎ・ｉ） となる。これはβ即ち、目盛円板の回転によつて
変化する周期関数であり、適当に変えて最大値を
求めることができる。誤差θの最大値を偏心率ε
と周上に配置する読取器個数ｎについて例示する
と下表の通りである。

【表】 ｎ＝１は従来の場合である。表から明らかなよ
うに目盛円板に対し読取器を増設していくと偏心
による測定誤差が急激に減少する。実用的にはｎ
＝３で充分である。以上のことは従動側について
も全く同様である。ただし、例えば駆動側に於て
偏心の恐れが全くないときは、駆動側の読取器は
１個とし、従動側の各読取器に対応する値を一定
値を加算して得るようにしてもよい。 このように本考案によれば、簡単な構成で目盛
円板と読取器の偏心で生ずる測定誤差を極めて小
さくすることができ、また、組立精度を大幅に緩
和して加工し易く実用的な粘度計が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の粘度計を示す概略図、第２図は
目盛円板に対する読取器の動作説明図、第３図は
本考案の実施例を示す概略図、第４図は第３図の
作用説明図である。 ２……駆動部、３……出力軸、５……従動軸、
６……円筒体、７……被測定流体、９……スプリ
ング、１０，１１，２０，３０，３１……目盛円
板、１２，１３，３２₁〜３２_o，３３₁〜３３_o…
読取器、５０……演算部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 駆動部に回転される駆動側回転軸と、被測定流
   体に浸漬する円筒を固着した従動側回転軸と、前
   記駆動側回転軸と従動側回転軸とを捩り変位自在
   に結合する弾性部材と、前記駆動側回転軸及び従
   動側回転軸の各々に装着した目盛円板と、これら
   の目盛円板に対応して設けた検出器と、各検出器
   の出力より位相差を求め粘度を算出する演算部と
   を備えた粘度計に於て、前記目盛円板の少なくと
   も一方の目盛円板に対し検出器を所定間隔おいて
   複数個配置し、他方の目盛円板との位相差を各検
   出器毎に求め平均して粘度を算出するようにした
   ことを特徴とする粘度計。