JPH0720549U - 表面張力計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】高精度の測定ができ、信頼性の高い表面張力計
を提供することにある。 【構成】ベース１９に対して支点を中心に回動自在に枢
支された支持部材２１に上端部が固定され鉛直方向に設
けられた板ばね２８を設け、この板ばね２８の下端部に
板ばね２８の撓みによって回動する天秤３０を連結す
る。この天秤３０の一端部に液体１６に浸漬される検出
体１４を、前記天秤３０の他端部に前記検出体１４が液
体に浸漬されたときの天秤３０の変位量を検出する差動
トランス３２を設ける。さらに、前記支持部材２１を回
動調整し前記天秤３０を平衡に保つ零点調整機構として
の調整軸２６を設けたことにある。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、液体に吊持した検出体を浸漬したとき、液体の表面張力によっ て検出体が液中方向に引かれる力を検出し、その液体の表面張力を測定する表面 張力計に関する。

【０００２】

【従来の技術】

液体の表面張力は、液体の性質や特徴を示す重要な物性値の１つであり、印 刷インキ、洗剤、化粧品、消化液、塗料、メッキ液、コーティング液、医薬品等 を取り扱う技術分野においては重要な測定対象となっている。

【０００３】 液体の表面張力を測定する方法としては、付着法が一般的であり、液体に濡れ やすい検出体としてのガラスまたは白金等の薄肉プレート、リングを鉛直に吊持 し、その検出体を液体中に一部を浸漬し、液体を付着させると、検出体の周囲に 働く表面張力のために検出体は液中方向に引かれる。したがって、この検出体が 引かれる力を検出することにより、その液体の持つ表面張力を測定することがで きる。

【０００４】 図５は従来の表面張力計を示すもので、（ａ）はピアノ線方式、（ｂ）は板ば ね方式である。ピアノ線方式から説明すると、所定の長さのピアノ線１は両端部 がクランプされて所定のテンションを保った状態に支持されており、このピアノ 線１の中間部には天秤２が直交する方向に設けられ、ピアノ線１と天秤２とは交 差部で連結されている。天秤２の一端部には検出体３が吊持され、他端部には変 位量検出器としての差動トランス４が設けられている。

【０００５】 液体５を収容した容器６を上昇させ、液面が検出体３に接触した後、さらに容 器６を上昇させると、液体５の表面張力によって検出体３が液中方向に引かれ、 天秤２が矢印方向に回動する。このため、ピアノ線１にねじれが生じ、その力を 差動トランス４が検出することにより表面張力を測定する。

【０００６】 板ばね方式は、板ばね７の一端部が固定台８に固定され、この板ばね７の自由 端部に鉛直方向にロッド９が固定されている。ロッド９の下端部には前述と同様 の検出体３が設けられ、上端部には差動トランス４が設けられている。

【０００７】 液体５を収容した容器６を上昇させ、液面が検出体３に接触した後、さらに容 器６を上昇させると、液体５の表面張力によって検出体３が液中方向に引かれ、 ロッド９が矢印方向に引かれる。このため、板ばね７が実線で示すように撓み、 その撓みを利用し、その力を差動トランス４が検出することにより表面張力を測 定する。

【０００８】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、前述のように構成された表面張力計は、ピアノ線方式では、ピア ノ線１の性質上、ねじれに対する復帰が一定しないという問題があり、板ばね方 式では、板ばね７が撓むと、ロッド９が傾くため、差動トランス４の検出コア４ ａが傾いてしまい、直線方向に変位しないという問題がある。さらに、検出体３ を交換し、その検出体３の重量が変った場合には零点調整する必要があるが、差 動トランス４の全体を上下方向に移動しなければならず、構造的に複雑となると いう事情がある。

【０００９】 この考案は、前記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、 液体の表面張力の測定が高精度に行えると共に、零点調整が容易に行え、しかも 構造の簡素化を図ることができる表面張力計を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

この考案は、前記目的を達成するために、ベースに対して支点を中心に回動 自在に枢支された支持部材と、この支持部材に上端部が固定され鉛直方向に配置 した板ばねと、この板ばねの下端部に中間部が固定され板ばねの撓みによって回 動する天秤と、この天秤の一端部に吊持され被測定液体に浸漬される検出体と、 前記天秤の他端部に設けられ前記検出体が被測定液体に浸漬されたときの天秤の 変位量を検出する変位量検出器と、前記支持部材を支点を中心として回動調整し 前記天秤を平衡に保つ零点調整機構とを具備したことにある。

【００１１】

【作用】

検出体の下方に被測定液体を収容した容器をセットし、容器を上昇させると 、液面が検出体に接触する。さらに容器を上昇させると、液体の表面張力によっ て検出体が液中方向に引かれ、板ばねが撓んで天秤が傾くため、その天秤の変位 量を変位量検出器によって検出することにより表面張力を測定できる。検出体を 交換し、その重量が変った場合には零点調整機構によって支持部材を回動調整す ると、板ばねが撓んで天秤を平行に戻すことができ、変位量検出器を固定状態で 零点調整できる。

【００１２】

【実施例】

以下、この考案の一実施例を図面に基づいて説明する。 図１は表面張力計の要部の正面図、図２は同側面図、図３は全体の側面図であ る。図３に示すように、表面張力計の本体１１の前部には測定部１２が設けられ 、この測定部１２の下部には試料台１３が設けられ、上部には検出体１４が吊持 されている。この検出体１４はガラスプレートまたは白金プレートを使用してい るが、リングでもよい。

【００１３】 試料台１３は本体１１の内部に設けられた昇降機構１５によって昇降可能に構 成されており、この試料台１３には被測定液体としての液体１６を収容した容器 １７が載置される。また、検出体１４は本体１１の内部に設けられた表面張力測 定機構１８によって吊持されており、この表面張力測定機構１８は、図１および 図２に示すように構成されている。

【００１４】 すなわち、１９は本体１１の内部に水平状態に固定されたベースであり、この ベース１９には上方へ突出する２本の支点用ねじ２０が固定され、この先端部は 鋭角の尖端部２０ａに形成されている。そして、この支点用ねじ２０にはＬ字状 の支持部材２１の水平部２１ａが支持され、垂直部２１ｂはベース１９に対して 垂直に上方へ突出している。

【００１５】 支持部材２１の水平部２１ａにおける略中央部には２つの通孔２２が穿設され ており、この通孔２２には水平部２１ａの上方から固定軸２３が挿通され、この 固定軸２３はベース１９に対してねじ込み固定されている。したがって、２本の 固定軸２３によって支持部材２１がベース１９に対して支持されており、支持部 材２１は支点用ねじ２０を支点として回動自在に支持されている。

【００１６】 さらに、固定軸２３の頭部と水平部２１ａとの間には固定軸２３に嵌合された スプリング２４が介在され、水平部２１ａを半時計回り方向に付勢している。ま た、この固定軸２３の隣側で、前記支点用ねじ２０と反対側に位置するベース１ ９にはナット２５が固定され、このナット２５にはベース１９の下側から零点調 整機構を構成する調整軸２６がねじ込まれ、この先端部は水平部２１ａの下面に 当接している。すなわち、支持部材２１の水平部２１ａをスプリング２４によっ て半時計回り方向に付勢し、調整軸２６によって同方向の回動を規制して水平部 ２１ａを水平状態に保持している。

【００１７】 支持部材２１の垂直部２１ｂには取付け台２７が設けられ、この取付け台２７ には鉛直方向に設けられた板ばね２８がボルト２９によって固定されている。こ の板ばね２８は撓みやすい薄肉帯状体で形成されており、この下端部には連結部 材によって天秤３０が固定されている。この天秤３０は棒状体で、その中間部が 板ばね２８に連結されており、ベース１９の前後方向に延長している。

【００１８】 天秤３０の一端部には極細のワイヤからなる吊持ワイヤ３１が吊持されており 、この吊持ワイヤ３１は本体１１の測定部１２に吊り下げられ、この吊持ワイヤ ３１には前記検出体１４のフック１４ａが係止されている。

【００１９】 天秤３０の他端部には変量検出器としての差動トランス３２に連結されている 。すなわち、差動トランス３２はコイル部３３と検出コア部３４とからなり、コ イル部３３はブラケット３５を介してベース１９に固定され、検出コア部３４は 連結索３６を介して天秤３０に連結されている。

【００２０】 したがって、図４の（ａ）に示すように、通常は、調整軸２６によって支持部 材２１の垂直部２１ｂはベース１９に対して垂直で、板ばね２８に支持された天 秤３０は平衡に保たれているが、検出体１４を交換し、その重量が重い場合には 、同図（ｂ）に示すように、天秤３０が左下がりに傾く。そこで、調整軸２６を ねじ込み調整して支持部材２１を傾斜させると、同図（ｃ）に示すように、板ば ね２８が撓み、天秤３０を平衡状態に戻すことができる。逆に検出体１４の重量 が軽い場合には調整軸２６を緩めることにより、天秤３０を平衡状態に保つこと ができる。なお、天秤３０が平衡であるか否かは、差動トランス３２によって検 出され、その検出結果が本体１１の前面に設けた表示部１１ａに指示されるので 、指示値を見ながら調整軸２６を調整することにより、簡単に零点調整できる。

【００２１】 次に、容器１７に収容された液体１６の表面張力を測定する方法について説明 すると、液体１６を収容した容器１７を試料台１３に載置すると共に、吊持ワイ ヤ３１に検出体１４のフック１４ａを係止する。次に、昇降機構１５を作動させ て試料台１３を上昇させると、液面が検出体１４に接触する。さらに、試料台１ ３を上昇させると、液体１６の表面張力によって検出体１４が液中方向に引かれ 、図４の（ｄ）に示すように、板ばね２８が撓んで天秤３０が傾く。

【００２２】 天秤３０が左下がりに傾くと、その変位量を差動トランス３２の検出コア部３ ４の上方への移動によって検出され、液体１６の表面張力が表示部１１ａに指示 される。表面張力の測定が終了すると、昇降機構１５によって試料台１３が下降 し、検出体１４は液体１６から脱出する。

【００２３】 このように支持部材２１に対して板ばね２８を鉛直方向に設け、この板ばね２ ８に天秤３０を設けることにより、検出体１４や検出コア部３３の重量が板ばね ２８の撓み方向に加わらないため、板ばね２８の撓み方向には表面張力の力のみ が加わることになる。しかも、表面張力の測定時に天秤３０が傾いても検出コア 部３３は垂直方向に変位するため、高精度の測定ができ、また差動トランス３２ を固定したまま零点調整が可能となる。

【００２４】

【考案の効果】

以上説明したように、この考案によれば、板ばねを鉛直方向に配置し、この 板ばねに天秤を設けることにより、検出体等の重量が板ばねの撓み方向に作用し ないため、板ばねの撓み方向には液体の表面張力の力のみが加わることになる。 したがって、高精度の測定ができ、信頼性の高い表面張力計を提供できる。

【００２５】 しかも、板ばねを支持する支持部材を回動して零点調整することにより、差動 トランス等の変位量検出器を固定した状態で、零点調整が可能となり、構造が簡 素化でき、廉価に提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の一実施例を示す表面張力計の要部の
正面図。

【図２】同実施例の要部の側面図。

【図３】同実施例の本体の側面図。

【図４】同実施例の作用説明図。

【図５】従来の表面張力計の説明図。

【符号の説明】

１１…本体 １４…検出体 １９…ベース ２１…支持部材 ２６…調整軸 ２８…板ばね ３０…天秤 ３２…差動トランス

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ベースに対して支点を中心に回動自在に
   枢支された支持部材と、この支持部材に上端部が固定さ
   れ鉛直方向に配置した板ばねと、この板ばねの下端部に
   中間部が固定され板ばねの撓みによって回動する天秤
   と、この天秤の一端部に吊持され被測定液体に浸漬され
   る検出体と、前記天秤の他端部に設けられ前記検出体が
   被測定液体に浸漬されたときの天秤の変位量を検出する
   変位量検出器と、前記支持部材を支点を中心として回動
   調整し前記天秤を平衡に保つ零点調整機構とを具備した
   ことを特徴とする表面張力計。