JPH11230885A

JPH11230885A - 比重計

Info

Publication number: JPH11230885A
Application number: JP4100998A
Authority: JP
Inventors: Koichi Ikeda; 剛一池田
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-02-09
Filing date: 1998-02-09
Publication date: 1999-08-27

Abstract

(57)【要約】【課題】簡単な操作で測定でき、水平な場所でなくて
もよく、振動や風に強く、利用範囲の広い、携帯にも適
した比重計を提供する。【解決手段】本比重計１は、試料台１７ａを有する台
秤１７と、該試料台上に立設された、オーバーハング部
１３ａを有する支柱１３を有する。また、オーバーハン
グ部に付設された試料吊架手段（糸５、クリップ３）
と、オーバーハング部の下に配置された液槽９を具備す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、物の比重を測定す
る比重計に関する。特には、簡単な操作で測定でき、水
平な場所でなくてもよく、振動や風に強く、利用範囲の
広い、携帯にも適した比重計に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より知られている比重測定方法とし
て代表的なものは静水法天秤を用いる方法と重液法であ
る。図１０は、従来の静水法天秤を用いた比重測定方法
を説明するための図である。天秤１０１の一方の下方
に、測定液（通常は水）１０５を入れた槽１０３を台１
０９上に配置しておく。この水１０５の中に、網１０７
等の上に置いた試料１０８を入れ、天秤の他方の分銅台
１１１に分銅１１３を載せて、試料１０８の水中重量Ｗ
_SLを測定する。別途、水槽１０３を外して試料１０８の
空中重量Ｗ_SAを測定し、下式により試料の比重ＳＧ_S を
求める。ＳＧ_S ＝Ｗ_SA／（Ｗ_SA−Ｗ_SL）………（１）

【０００３】図１１は、重液法による比重測定の様子を
示す図である。液槽１２１中に、ある比重の重液１２３
を入れておく。この重液１２３の中に試料１２５を入れ
る。試料１２５の比重が重液１２３よりも軽い場合は試
料は浮き（１２５ａ）、試料１２５の比重が重液１２３
よりも重い場合は沈み（１２５ｃ）、試料１２５の比重
が重液１２３と同じ場合は試料は浮きも沈みもしない
（１２５ｂ）。様々な重液を使っておけば、ちょうど浮
きも沈みもしない重液を見つけて試料の比重を知ること
ができる。

【０００４】主な重液の作製方法と比重の範囲は以下の
とおりである。（１）ブロモホルムをアセトンで希釈調整する。比重範囲０．８０〜２．９０（２）ブロモホルムをトルエンで希釈調整する。比重範囲０．９０〜２．９０（３）沃化メチレンをトルエンで希釈調整する。比重約０．９〜２．０（４）沃化水銀カリウムを水で希釈調整する。比重範囲１．００〜４．２５（５）沃化水銀バリウム溶液比重範約３．０（６）蟻酸タリウムを水で希釈調整する。比重範囲１．００〜３．００（７）蟻酸タリウムとマロン酸タリウムの混合液。比重約３．２

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記静水法天秤を用い
る方法には次のような短所がある。（１）天秤を組み立てたり、天秤を置く平らな場所を探
したり、各種の分銅を用意するなど、計測の準備が大変
である。（２）計測には分銅が必要であり、特に５００ｇを越す
と大きな分銅とそれに耐える天秤が必要になる。（３）分銅読み取りが面倒である。（４）振動に極めて弱く、持ち運びに不便である。（５）上部に天秤棒、試料台の吊架棒等があり、作業場
所が狭い。また作業中天秤を大きく揺らすのは好ましく
ないので、計測物の出し入れが大変である。（６）水槽、水槽台等をはずしてあらかじめ計測物の重
量を計測しておかなくてはならない。（７）静水法天秤には、基準球の概念、液を撹拌する概
念がなく、そのための設計がなされていないので、液体
の比重測定には不向きである。同様に、重液を作る用途
には不向きである。

【０００６】一方、上記重液法には次のような短所があ
る。（１）何種類かの重液を比重別に数多く作る必要があ
る。（２）重液を作るための基準物（比重標準石等）が必要
である。（３）ボーメの比重計で重液を作ることができるが精度
が良くない。（４）計測結果がアナログ的で相対比較になってしま
う。相対比較で満足できるうちは良いが、分子構造の推
定や物質の性質等を調べるのには役に立たない。（５）重い液体がないため、比重４．３以下の測定とな
る。（６）重液の中には毒物もあり運搬に適さない。

【０００７】本発明は、このような問題点に鑑みてなさ
れたもので、簡単な操作で測定でき、水平でなくてもよ
く、振動や風に強く、利用範囲の広い、携帯にも適した
比重計を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の第１態様の比重計は、試料台を有する台
秤と、該試料台上又は受圧部材の一端部に立設され
た、オーバーハング部を有する支柱と、該オーバーハ
ング部に付設された試料吊架手段と、該オーバーハン
グ部の下に配置された液槽と、を具備し、試料の空中
重量及び液中重量を、液槽を取り外すことなく同一の秤
上で測定可能なことを特徴とする。

【０００９】本発明の第２態様の比重計は、試料の液
中重量を測定する第１の秤と、試料の空中重量を測定
する第２の秤と、以下の演算を行ってその結果を表示
する手段と、試料の空中重量Ｗ_SA、試料の液中重量
Ｗ_SL、測定液の比重ＳＧ_L 、試料の比重ＳＧ_S ＳＧ_S ＝Ｗ_SA・ＳＧ_L ／（Ｗ_SA−Ｗ_SL）、を具備することを特徴とする。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ説明す
る。図１は、本発明の１実施例に係る比重計の構成を示
す図である。（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）
は側面図である。この比重計１は、水槽９、水槽台１
５、台秤１７、支柱１３等から構成されている。水槽９
は、プラスチックや金属等の有底筒状の容器である。水
槽９の中には測定液である水１１が入っている。水槽９
は、水槽台１５の上に載置されている。

【００１１】水槽台１５は、図１（Ｃ）に示すように四
角い枠状をしており、天板１５ａ、側板１５ｂ、底板１
５ｃからなる。天板１５ａは、左右の側板１５ｂ、１５
ｂ′上に掛け渡されている。底板１５ｃは、左右の側板
１５ｂ、１５ｂ′の下端部を連結している。底板１５ｃ
は、図１（Ｂ）に示すように、台秤１７の長手方向に延
びている。水槽台１５の底板１５ｃ上の側板１５ｂ、１
５ｂ′の間には、台秤１７が置かれている。水槽台１５
の天板１５ａと台秤１７の試料台１７ａの間には隙間が
ある。台秤１７は、水槽台底板１５ｃにネジ等により固
定してもよいし、単に上に乗っているだけでもよい。

【００１２】台秤１７は、重さを量る受圧部である試料
台１７ａを有する。この試料台１７ａの横には、図１
（Ａ）に示すように、液晶表示部１７ｃやスイッチ１７
ｄが配置されている。台秤１７は市販のものを使用して
もよいが、重量や比重をデジタル表示できるものが好ま
しい。さらに、比重の計算プログラムを内蔵させること
が好ましい。測定原理はどのようなものでもよく、バネ
式、ヒズミゲージ式、渦電流式、圧電素子式等を用いる
ことができる。特性的には、直線性があってヒステリシ
スのできるだけないものが好ましい。偏芯荷重やモーメ
ントが試料台に作用することによる測定誤差は、比重計
算の特性として空中重量と液中重量との比で計算され、
結果的にキャンセルされるため、あってもかまわない。

【００１３】支柱１３は、試料台１７ａ上に載置される
基枠１３ｃと、この基枠から立設された立ち上がり棒１
３ｂと、立ち上がり棒の先端から試料台中央部へ張り出
すオーバーハング部１３ａとからなる。基枠１３ｃは、
図１（Ａ）に示すように、針金を長方形に曲げた枠のよ
うなものである。基枠１３ｃは、台秤の試料台１７ａよ
り一回り小さい寸法であり、試料台１７ａ上に載置され
ている。両者の間は固定してもよいし単に置くだけでも
よい。この基枠１３ｃは支柱１３にかかる試料７の重量
を、試料台１７ａにできるだけ均一にかける役割を果
し、かつ、横転を防いでいる。基枠１３ｃの短辺中央部
には、立ち上がり棒１３ｂが垂直に立ち上がっている。
立ち上がり棒１３ｂは、水槽９の高さの２倍程度の高さ
である。立ち上がり棒１３ｂの先端からはオーバーハン
グ部１３ａが、水平に試料台１７ａの中央部に向かって
延びている。

【００１４】オーバーハング部１３ａの先にはクリップ
３が取り付けられている。クリップ３は、試料７を吊す
糸５を銜える。クリップ３及び糸５が試料吊架手段を構
成する。糸５と試料７との間の接続は、結束あるいは瞬
間接着剤を用いた接着などによる。クリップ３の位置
は、ちょうど試料台１７ａの中央部付近に来るようにな
っており、試料台１７ａに対する偏芯荷重を避けてい
る。なお、計測目的や台秤によっては偏芯荷重を問題と
しないものもある。

【００１５】図２は、本発明の他の１実施例に係る比重
計の構成を示す一部断面正面図である。この例では水槽
台３５と台秤３７が一体化されている。なお、水槽台
は、試料台や計測センサ部に接触しないものであれば形
態は問わない。支柱３３は、水槽台３５の天板３５ａに
開けられた貫通孔３５ｃを通って、水槽台３５の中に入
っている。そして、支柱３３の根本部３３ｄは、台秤３
７の受圧部材３７ｅの一端部に立設された支柱保持部３
７ｄにねじ込み、もしくは差込み式で固定されている。
受圧部材３７ｅはセンサ部３７ｆ上に載せられており、
同部材３７ｅにかかる力が検出される。台秤の底板３７
ｇには、水槽台側板（ケ−シング）３５ｂや上記センサ
部３７ｆが固定されている。

【００１６】水槽９は、汎用性を重視して、何を使用し
てもよいようにできる。例えば、ペットボトルを適当に
切った物等を使用しても良い。この実施例の比重計を持
ち運ぶ際は、支柱３３を回してネジ固定を外すと嵩張ら
ないですむ。

【００１７】次に、図１及び図２の実施例の比重計の使
用方法を説明する。図３は、図２の比重計の使用方法を
説明するための一部断面正面図である。なお、図１の比
重計の使用方法も同じである。（１）試料７に糸５を接着する。（２）試料７の重量をかけずに、秤をリセットして０点
を取る。（３）図３（Ａ）のように試料７を糸５とクリップ３で
空中に吊し、試料７の空中重量を計量し、メモ又は電卓
に記録する。（４）試料を吊したまま、リセットして０点を取る。（５）図３（Ｂ）のように、クリップ３の下の糸５を延
ばして試料を水中に吊し、試料の水中重量マイナス分を
計量してメモする。あるいは、電卓で上記の空中重量を
該マイナス分で割れば、得られた数値が比重である。な
お、試料の水中重量マイナス分は負の数値として得られ
るが、その絶対値は試料の体積を表している。このよう
に、本比重計では、試料の空中重量及び液中重量を、液
槽を取り外すことなく同一の秤上で測定可能なため、簡
単な操作で、様々な試料の比重を測定できる。

【００１８】図４は、本発明の１実施例に係る比重計を
用いた他の態様の測定方法を示す図である。（Ａ）は全
体の斜視図を、（Ｂ）は試料吊架手段の詳細を示す側面
図である。この比重計２１で比重を測定する場合、図の
ように、比重計を固定しておけば、試料台の外に液槽９
を置いた場合にも測定できる。また、この方法を応用す
ることにより、後述する基準球を使用すると、生産過程
のタンク内、例えば、化学反応タンクや醗酵タンク内の
比重を、サンプリングなしで、直接常時監視することが
できる。

【００１９】この図４の比重計ではオーバーハング部４
１ａの長い支柱４１を使用している。オーバーハング部
４１ａの先の部分には、細い針金４１ｅをスパイラルに
巻いており、後述するフック４３が滑らないようになっ
ている。試料７は、糸５と吊り棒４３を介して支柱４１
から吊り下げられる。吊り棒４３の長手方向の複数の個
所には、支柱のオーバーハング部４１ａと係合するフッ
ク４３ｃが設けられている。吊り棒４３の下端部には、
試料の網等を吊すフック４３ｅが形成されている。一
方、吊り棒４３の上端部は、手でつまみ易くするためリ
ング状のツマミ４３が設けられている。このようにする
と、空中重量測定と水中重量測定で試料７の高さを変え
る際に、片手でワンタッチで変えることができ便利であ
る。かつ、クリップでは銜えきれない重量の試料でも、
このフックなら可能となる。

【００２０】図５は、試料網の一例を示す図である。
（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図である。この試料網４
５は、円形の金網体４５ａの周囲に針金４５ｂを回し、
それを３本の針金４５ｃで吊り、最上部にフック４５ｄ
を設けたものである。

【００２１】図６は、液体の比重測定用の基準球を示
す。基準球４７は、ステンレス、銅、鉛、銀、金等から
なる球体（形状任意）４７ｂとフック４７ａからなる。
図７は、基準球を用いて、図２の実施例の比重計で液体
の比重測定を行う様子を示す一部断面正面図である。

【００２２】比重測定の手順は以下のとおりである。（１）液体用基準球（又は体積の分かっているもの、基
準物と言う）を用意する。なお、基準物の体積は、個体
の比重測定法でも調べることができる。（２）検査対象液体４８を液槽９に入れる。（３）図７（Ａ）のように、基準球４７を空中に吊し、
秤をリセットして０点を取る。（４）図７（Ｂ）のように、基準球４７を降ろして検査
対象液体４８の中に基準球を入れ、計測する。得られた
数値の絶対値を基準球の体積で割れば、検査対象液体の
比重が得られる。

【００２３】このようにすれば、石油類、アルコール
類、有機溶剤、鉛電池の硫酸液等の比重が計れて、液体
の検査・検定等ができる。基準物には、溶解、腐食をし
ないものを選ぶ。

【００２４】図８は、図２の実施例の比重計を用いて重
液を作製する様子を示す図である。重液作製の手順は以
下のとおりである。（１）まず作りたい重液の比重×基準球等の体積（Ｃ
Ｃ）を計算しておく。（２）次に、液体の比重測定の時と同じように基準球４
７を空中に吊して、秤をリセットして０点を取る。（３）水槽に作りたい重液を作製するのに混合する液の
重い方を入れ、図８のようにセットする。ここで、符号
４４は希釈液４２を入れたビーカーであり、符号５０は
ガラス棒である。このとき秤の表示は、上記（１）で計
算した数値より絶対値で大きい数字になっている。（４）秤の表示を見ながら、希釈液を少しずつ入れ、静
かに撹拌する。（５）上記（１）で計算した値（表示されている）にな
ったらできあがりである。

【００２５】本実施例の比重計を用いた比重測定の精度
について説明する。（１）図２の実施例の比重計では、受圧部材３７ｅへの
荷重は、支柱３３により、一点荷重としており、試料位
置が変わることによる偏芯荷重による影響はない。（２）同一垂直線上で、空中重量及び水中重量を計って
いるので、荷重の方向、荷重中心の水平面上での位置移
動がない。（３）秤が傾いていても、同位置で測定していれば精度
的に問題はない。元来、重量はθ傾いた傾斜上で計測す
ると、ｃｏｓθの割合で測定値が減るという影響がある
が、傾斜状態を維持したまま、空中重量、水中重量を計
測してしまえば、同一割合で誤差を含む数値の割り算で
あるため、算出結果は誤差がキャンセルされ、問題はな
い。つまり、比重は重量／体積であり、パーセントと同
じく割合を表しており、秤の数値は絶対重量として扱わ
ず、真の重量に比例するある大きさを示す数値として取
り扱う。

【００２６】なお、固体の比重測定等は、「割合」であ
るから、真の重量は必要ないが、次の測定の場合は、で
きるだけ正しい重量が必要である。（１）液体の比重計算液体中で基準球等が軽くなった分の重さを、基準球等の
体積で割るので、精度は軽くなった重さの精度で決ま
る。したがって、秤の精度が必要となる。（２）重液の作成重量を計量しながら、希釈液で調整していくので、正確
な重量が必要となる。（３）含有量の測定重量を求めるので、当然正確な重量計が必要となる。

【００２７】次に、演算機能を有する場合を説明する。
この場合、測定手順例は次のようになる。（１）まず試料の空中重量Ｗ_SAを測定しスイッチを押
す。（２）次に試料の液中重量Ｗ_SLを測定しスイッチを押
す。（３）演算手段は、Ｗ_SA−Ｗ_SLを測定液の比重ＳＧ_L
（通常は１）で割って試料の体積Ｖを計算する。またＷ
_SA／Ｖを計算して比重ＳＧ_S を計算する。（４）上記Ｗ_SA、Ｗ_SL、Ｖ、ＳＧ_S 等を表示部にデジタ
ル表示する。

【００２８】図９は、本発明の他の１実施例に係る比重
計の構造を示す断面図である。この実施例の比重計は、
図２の実施例の比重計の下にもう一台台秤を付けたもの
である。すなわち、第１の秤６７から上は、図２の実施
例の比重計と同じである。なお、図９において図２の符
号に３０足した符号は、図２と同様の部分を示す。そし
て、第１の秤６７が、台秤である第２の秤７７の試料台
７７ａ（受圧面）上に載せられている。第２の秤７７は
第１の秤同様にセンサ部７７ｆを有する。第２の秤７７
は、第１の秤６７上の荷重及び水槽台６５上の荷重の合
計を感知する。

【００２９】この比重計では、試料５７がない時点で０
点リセットしておき、試料５７を図のように水中に漬け
た状態でセットすると、上の第１の秤６７が試料５７の
水中重量を検出し、下の第２の秤７７が試料５７の自重
を検出する。そこで上述の演算をして表示すれば、一回
の測定で比重を計測できる。

【００３０】上述の実施例の比重計の効果をまとめると
以下のとおりである。（１）構造が簡単である。（２）市販の大量生産物の台秤を用いれば非常に安価と
なる。（３）簡単に測定できる。なぜなら、準備が簡単で、分
銅等の基準おもりがいらない。また、デジタル表示の台
秤を用いれば、分銅読み取りの面倒がない。さらに、試
料の出し入れが簡単である。かつ、この比重計ではセッ
トしなおさなくても試料の自重、水中重量の両方を計測
でき、あらかじめ試料の自重の測定をしておかなくて良
い。（４）振動・風等に強い。試料台の正確な水平度を要求
しない。また、小形であり、携帯や野外測定にも便利で
ある。

【００３１】（５）利用範囲が広い。例えば、固体の比重測定や液体の比重測定は言うに及ば
ず、重液の作製、含有量の計算、重液の割合計算等に利
用できる。さらに、水に溶解する試料の比重測定や秤の
外（工場タンク等）の計測も可能である。

【００３２】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、簡単な操作で測定でき、振動や風に強く、水
平な場所でなくてもよく、利用範囲が広く携帯にも適し
た比重計を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例に係る比重計の構成を示す図
である。（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は側
面図である。

【図２】本発明の他の１実施例に係る比重計の構成を示
す一部断面正面図である。

【図３】図２の比重計の使用方法を説明するための一部
断面正面図である。

【図４】本発明の１実施例に係る比重計を用いた他の態
様の測定例を示す図である。（Ａ）は全体の斜視図を、
（Ｂ）は試料吊架手段の詳細を示す側面図である。

【図５】試料網の一例を示す図である。（Ａ）は平面
図、（Ｂ）は正面図である。

【図６】液体の比重測定用の基準球を示す図である。

【図７】基準球を用いて液体の比重測定を行う様子を示
す一部断面正面図である。

【図８】図２の実施例の比重計を用いて重液を作製する
様子を示す図である。

【図９】本発明の他の１実施例に係る比重計の構造を示
す断面図である。

【図１０】従来の静水法天秤を用いた比重測定方法を説
明するための図である。

【図１１】重液法による比重測定の様子を示す図であ
る。

【符号の説明】

１比重計３クリップ５糸７試料９水槽１１水１３支柱１３ａオーバー
ハング部１３ｂ立ち上がり棒１３ｃ基枠１５水槽台１５ａ天板１５ｂ側板１５ｃ底板１７台秤１７ａ試料台１７ｃ液晶表示部１７ｄスイッチ３３支柱３３ａオーバー
ハング部３３ｂ立ち上がり棒３３ｄ根本部３５水槽台３５ａ天板３５ｂ側板３５ｃ貫通孔３７台秤３７ｄ支柱保持
部３７ｅ受圧部材３７ｆセンサ部３７ｇ底板４３吊り棒４３ａツマミ４３ｃフック

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】試料台を有する台秤と、該試料台上に立設された、オーバーハング部を有する支
柱と、該オーバーハング部に付設された試料吊架手段と、該オーバーハング部の下に配置された液槽と、を具備
し、試料の空中重量及び液中重量を、液槽を取り外すことな
く同一の秤上で測定可能なことを特徴とする比重計。
【請求項２】上記液槽を上記台秤の試料台上方の位置
に保持する液槽台をさらに備えることを特徴とする請求
項１記載の比重計。
【請求項３】上記液槽台が、上記台秤の試料台以外の
部分にあることを特徴とする請求項２記載の比重計。
【請求項４】上記支柱が、上記試料台上に載置される
基枠と、この基枠から立設された立ち上がり棒と、立ち
上がり棒の先端から試料台へ張り出すオーバーハング部
と、からなることを特徴とする請求項１、２又は３記載
の比重計。
【請求項５】上記液槽を上記台秤の上方に保持する、
該台秤のケ−シングと一体化された液槽台をさらに備
え、上記支柱が、該液槽台に開けられた貫通孔を通って液槽
台の中に入り、該支柱の根本部において台秤の受圧部材
の一端部に固定されていることを特徴とする請求項１記
載の比重計。
【請求項６】上記試料吊架手段が、試料を吊す部材を
銜えるクリップであることを特徴とする請求項１〜５い
ずれか１項記載の比重計。
【請求項７】上記試料吊架手段が、試料を吊す棒を備
え、この棒の長手方向の複数の個所に、上記支柱のオー
バーハング部と係合するフックが設けられていることを
特徴とする請求項１〜５いずれか１項記載の比重計。
【請求項８】上記台秤に重さ表示のゼロリセット手段
が設けられており、試料の空中重量を測定後に表示をゼ
ロリセットした後に試料を液中に入れ、試料が軽くなっ
た分から試料の体積を求めることが可能な機能を持つこ
とを特徴とする請求項１〜７いずれか１項記載の比重
計。
【請求項９】試料の液中重量を測定する第１の秤と、試料の空中重量を測定する第２の秤と、以下の演算を行ってその結果を表示する手段と、試料の空中重量Ｗ_SA、試料の液中重量Ｗ_SL、測定液の比
重ＳＧ_L 、試料の比重ＳＧ_S ＳＧ_S ＝Ｗ_SA・ＳＧ_L ／（Ｗ_SA−Ｗ_SL）、を具備することを特徴とする比重計。
【請求項１０】上記第１の秤及び第２の秤が台秤であ
り、上記第１の秤が上記第２の秤上に載置されていることを
特徴とする請求項９記載の比重計。
【請求項１１】オーバーハング部と液層との間に試料
を吊架し、空中重量を測定できる空間を持ち、同一比重
計の同一垂直線上で、空中重量と液中重量を測定できる
構造であって、かつ、その空間は、重液等を作るための
作業空間としても機能をなす構造の請求項１〜１０いず
れか１項記載の比重計。