JPH0720032A - 粘性検出器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 測定対象流体の収納容器２内で回転可能に支
持される回転体３を回転駆動する手段４と、その回転体
３の回転速度の時系列な検知結果に基づき測定対象流体
の粘性を演算する手段６とを備える。 【効果】 小型で高温、高圧の流体の粘性の検知に適
し、連続してインラインで計測することが容易で、測定
対象流体の粘性の大きさに拘らず高精度で粘性を求める
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は粘性検出器に関し、特
に、高圧、高温の流体の粘性を検出するのに適するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来の粘性検出器として、測定対象流体
を充填した容器内にボールを入れ、その容器を傾斜させ
ることで転がり落ちるボールの速度を測定し、この測定
値に基づき測定対象流体の粘性を演算するものがある。
また、測定対象流体の収納容器内で回転体を相対回転さ
せた場合の回転トルクを測定し、この測定値に基づき測
定対象流体の粘性を演算するものがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の容器内を転がり
落ちるボールの速度から粘性を求める粘性検出器では、
ボールの転がり落ちる開始点を正確に特定するのが困難
でボールの動きに再現性がないため、測定精度が低いと
いう問題がある。また、ボールの転がり落ちる距離を確
保するため容器が大型化する上に、高圧、高温の流体の
粘性を求める場合に容器を強度確保のため補強すると容
器がさらに大型化するため、高圧、高温の流体の粘性を
求めるのには適さないという問題がある。さらに、計測
の毎に容器を密閉して傾斜させる必要があるので、測定
対象流体の流動ラインに入れてインラインで連続して計
測することが困難で、断続的にバッチ式でしか計測がで
きないという問題がある。

【０００４】従来の回転体の回転トルクの測定値に基づ
き粘性を求める粘性検出器では、測定対象流体の粘性が
大きい場合も小さい場合も同一のトルク検出器でトルク
を測定するため、測定対象流体の粘性に応じた測定がで
きない。すなわち、高粘性流体に適合したトルク検出器
で低粘性流体のトルクを計測すると測定精度が低くな
り、低粘性流体に適合したトルク検出器で高粘性流体の
トルクを計測するとトルク検出器の計測可能レンジを超
えてしまい測定できない場合がある。

【０００５】本発明は、上記従来技術の問題を解決する
ことのできる粘性検出器を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の粘性検出器は、
測定対象流体の収納容器と、この容器内で回転可能に支
持される回転体と、この回転体を回転駆動する手段と、
その回転体の回転速度を時系列に検知する手段と、その
検知結果に基づき測定対象流体の粘性を演算する手段と
を備えている。

【０００７】

【作用】本発明の構成によれば、回転体の回転速度の時
系列な検知結果に基づき粘性を求めるものであるため、
再現性に優れると共に正確な測定値を得られる。また、
測定対象流体の収納容器は、回転体の回転を許容できる
スペースがあれば足りるので小型化できる。その容器内
で回転体が回転できれば容器を密閉して傾斜させる必要
はないので、測定対象流体の流動ラインに入れてインラ
インで連続して計測することができる。回転体の回転速
度の時系列な測定結果に基づき粘性が求められるので、
測定対象流体の粘性の大きさに基づき回転体の回転駆動
力を変化させることで、測定対象流体の粘性に応じた最
適条件で測定ができる。

【０００８】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例につい
て説明する。

【０００９】図１、図２に示す粘性検出器１は、測定対
象流体の収納容器２と、この容器２内で回転可能に支持
される回転体３と、この回転体３を回転駆動する駆動装
置４とを備えている。

【００１０】その容器２は円筒形状であって、測定対象
流体の入口２ａと出口２ｂとを有する。その回転体３
は、中心軸３ａと、この中心軸３ａの外周に取り付けら
れた複数の翼３ｂとを有する。その翼３ｂの厚さ、数、
間隔、形状等は測定対象流体の粘性に応じ適宜定めるこ
とができる。その容器２の上面および底面に円錐形のピ
ボット軸受１０ａ、１０ｂが設けられ、この軸受１０
ａ、１０ｂに対向する回転軸３ａの上下端部に、円錐状
の凹部３ｃ、３ｄが形成されている。その一対のピボッ
ト軸受１０ａ、１０ｂの先端の相対間隔は、その一対の
凹部３ｃ、３ｄの底部の相対間隔よりも僅かに大きくさ
れている。これにより、容器２に収納された測定対象流
体の内部で回転体３が回転すると、回転体３が僅かに浮
き上がり、各ピボット軸受１０ａ、１０ｂと凹部３ｃ、
３ｄとの間に液膜が形成され、この液膜を介し回転体３
はピボット軸受１０ａ、１０ｂに支持される。

【００１１】その駆動装置４は、上部ピボット軸受１０
ａの外周に等間隔に設けられた３個のソレノイド４ａ
と、回転軸３ａの上部外周に等間隔に設けられた永久磁
石４ｂとを有し、各ソレノイド４ａは制御装置６に接続
されている。その制御装置６によりソレノイド４ａを励
磁すると共に磁極を変化させることで回転体３を回転駆
動する。例えば、各ソレノイド４ａの永久磁石４ｂとの
対向側の磁極を２つのＮ極と１つのＳ極とし、各永久磁
石４ｂのソレノイド４ａとの対向側の磁極を２つのＳ極
と１つのＮ極とし、各ソレノイド４ａの磁極の相対配置
を維持したままその磁極配列が図２に示す矢印Ａ方向に
回転するかのように各ソレノイド４ａの磁極を変化させ
ることで、各永久磁石４ｂが追従して矢印Ａ方向に回転
し、回転体３が回転駆動される。

【００１２】その容器２の底部にガラス窓１１が設けら
れ、このガラス窓１１を介しセンサ光を容器２の内部に
照射するセンサー５が容器２に取り付けられている。そ
のセンサー５は上方に位置する翼３ｂの有無を時系列に
検知し、その検知信号を前記制御装置６に送り、制御装
置６はその検知信号から回転体３の回転速度を演算し、
これにより、回転体３の回転速度が時系列に検知され
る。

【００１３】その制御装置６はコンピュータにより構成
でき、予め記憶されたプログラムに従い、回転体３の回
転速度の時系列な検知結果から測定対象流体の粘性を演
算する。例えば、一定の回転数になるまで回転体３を駆
動し、しかる後にソレノイドを消磁することで回転体３
の駆動を停止し、この駆動停止から予め設定した一定回
転数まで減速するまでの時間と流体の粘性との関係を予
め求めて制御装置６に記憶させておくことで、回転体３
の回転速度の時系列な検知結果から測定対象流体の粘
度、溶解度、密度等の粘性を演算することができる。ま
た、回転体３を一定の回転数で一定時間駆動するのに必
要な回転駆動エネルギーと流体の粘性との関係を予め求
めて制御装置６に記憶させておくことで、回転体３の回
転速度の時系列な検知結果と回転駆動エネルギーとから
測定対象流体の粘性を求めることができる。

【００１４】上記構成によれば、回転体３の回転速度の
時系列な検知結果に基づき粘性を求めるものであるた
め、再現性に優れると共に正確な測定値を得られる。ま
た、測定対象流体の収納容器２は回転体３の回転を許容
できるスペースがあれば足りるので、高温、高圧流体の
粘性検知のため肉厚等を大きくして強度を向上しても大
型化することはなく小型化できる。その容器２内で回転
体３が回転できれば容器２を密閉して傾斜させる必要は
ないので、測定対象流体を容器２の入口２ａから流入さ
せると共に出口２ｂから流出させることができ、本検出
器を測定対象流体の流動ラインに入れてインラインで粘
性を連続して検知することができる。また、高粘性流体
の測定を行う場合は回転体３の回転駆動力を大きくする
ことで回転体３の回転速度が小さくなり過ぎるのを防止
でき、測定に長時間を要するのを防止でき、低粘性流体
の測定を行う場合は回転体３の回転駆動力を小さくする
ことで回転体３の回転速度が過大になるのを防止でき、
測定精度が低下するのを防止できる。また、上記構成で
は回転体３は液膜を介し支持され、非接触で駆動され、
非接触で回転速度を検知されるため、測定対象流体の粘
性を高精度で検知できる。

【００１５】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、例えば粘性の演算手法は、回転体の回転速
度の時系列な検知結果に基づくものであれば上記手法に
限定されない。

【００１６】

【発明の効果】本発明の粘性検出器によれば、小型で高
温、高圧の流体の粘性の検知に適し、連続してインライ
ンで計測することが容易で、測定対象流体の粘性の大き
さに拘らず高精度で粘性を求めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の粘性検出器の縦断面図

【図２】本発明の実施例の粘性検出器の横断面図

【符号の説明】

２ 容器 ３ 回転体 ４ 駆動装置 ５ センサー ６ 制御装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 測定対象流体の収納容器と、この容器内
   で回転可能に支持される回転体と、この回転体を回転駆
   動する手段と、その回転体の回転速度を時系列に検知す
   る手段と、その検知結果に基づき測定対象流体の粘性を
   演算する手段とを備えていることを特徴とする粘性検出
   器。