JPS6347629A - 流体の比重測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 しに業上の利用分野］ 末完１１は、流体の比重測定方法に関し、特に爪心点よ
り偏位した偏心軸を有するたとえば円筒フロートを用い
て精度よく流体の比重を測定することかでさる流体の比
ｆｆ１１定方法に関する。

し従来の技術Ｊ 従来、たとえば液体の比重を測定しようとする場合は、
：Ｊ′Ｓ４図に示すように、比重を測定しようとする液
体１５にガラス管比重計１８を浮かべることにより行な
っていた。このガラス管比重計１８は、液体１５の液比
重の差異により浮き沈みするので、この浮き沈みの変位
を計測することにより液体１５の比重を測定することが
できる。

上記カラス管比重計１８には、底部に重り！７が設けら
れており、浮き（フロート）を形成している。また上部
の細長部分１８には、液比重の変化による比重計１６の
浮き沈みを検出して比重を図る［ｊ盛１８が設けられて
いる。

また、第５図に示す従来の比重測定装置では、中空のフ
ロート２０の上部に突設したバー２１の先端部に被検出
部材２２を取り付け、この被検ＤＩ　ＲＪ材２２のたと
えば両側に設けられた位置検出センサ２３によって、液
体１５の液比重の差異によるフロート２０の浮き沈みを
検出し、液体！５の北東を′３１１Ｉ定するようにして
いる。ここで、ハウジング２４の両側に取り付けられた
位置検出センサ２３はコイル等からなり、ハウジング２
４に摺動自在なバー２１に取付けられた被検出部材２２
は鉄片τからなる。

したがって、液体１５内のフロー）２Ｇが液体１５の比
重の差異により浮き沈みすれば、被検出部材２２の鉄片
がヒ丁動じ位置検出センサ２３のコイルのインダクタン
スが変化することから、このインダクタンスの変化を検
知することで液体！５の比重を測定できる。

し発明が解決しようとする問題点」 このように従来の流体の比重測定方法では、たとえば液
体１５内に沈められるガラス管比重計１６やフロート２
０の液比型の差異による浮き沈みを検出することで液体
１５の比重を測定していた。ところで、ｆｊＳ５図の比
重測定装置に用いられる比重測定方法では、バー２１ヲ
ハウジンク２４にＰｔｇ動目在にしなければならず、装
置に可動部分を必要とすることから、装置の構成が複雑
化するという問題点がある。

また、長期の使用等によりハウジレグ２４の貫通孔２５
にゴミが付着した場合は、バー２１のスムーズな上下動
が阻害されることから、精度よく液体１５の比重を測定
できなくなるという問題が生じる。

さらに、上記ガラス管比重計１６や上記比重測定装置で
は、液体１５の比重の差異による浮力の変化を比重計１
６やフロー）２０の上下動（位との変化）に変換して液
体１５の比重を測定することから、測定誤差が生じやす
くなるという欠点もある。

また、液体１５が流れている場合は、比重計１８やフロ
ート２０に動揺が生じてしまい、液体１５の比重を正確
に測定できない。

そこで１本発明はこのような従来の問題点を解決するた
めに提案されたものであり、比重測定装置の構成を！２
１ｉ略化できるとともに、高精度に比重を１ｇｍ定でき
、流れている流体についても比重の測定が可能な流体の
比重測定方法を提供することを目的とする。

Ｌ問題点を解決するための手段」 この目的を達成するために本発明の流体の比重測定方法
は、重心点より変位した位置に偏心軸を有するフロート
を被測定流体中に配置し、この被測定流体の浮力による
上記偏心軸回りのモーメントを検出することで、上記被
測定流体の比重を測定することを特徴とする。

［作用］ 未発ＩＩでは、浮力方向に対する直角方向成分のモーメ
ントアームを一定に保った状懲で、＠心軸回りのモーメ
ントを検出する。したがって、フロートの偏心軸回りの
変位（回転）を出さずに流体の比屯膓定を行なうことか
ら、本発明を用いて比を測定装こを構成した場合、装置
にｒＩｆ動部分が必要なく装置の構成が簡略化される。

また、被測定流体の比重の差異による浮力の変化をフロ
ートの上下動の位置の変化に変換することなく比重を測
定するため、高精度な測定がｉｉ）能である。

Ｌ″ｙ：施例」 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説１７１
する。

第１図は、本発明の一実施例を説明するための円筒フロ
ートの斜視図であり、第２図はこのフロートの側面図で
ある。

第１図で、たとえば金属製の円筒フロート１は密閉され
た中空構造となっている。またこの円筒フロート１の重
心点を通る中心軸Ｃに対して偏心した位置には、両側面
２δ、２ｂに、中心軸Ｃに平行な偏心軸である支持軸３
ａ、３ｂが突出して設けられている。この支持軸３ａ、
３ｂは、Ｅ記中心輛Ｃより所定の距離Ｓだけ隔たってい
る。

この距離Ｓは、中心軸Ｃに対する支持軸３ａ、３ｂの偏
心ｔｉＥ（モーメントアーム）である、ここで、上記円
筒フロート１の全長をし、フロートｌの外径をＤとする
。

このように形成される上記円筒フロート１を、支持軸３
ａ、３ｂで軸支し、支持軸３ａまたは３ｂと中心軸Ｃを
結ぶ延長線ｘ−ｘが、液面に対して水平となるように、
北東を測定しようとする液体中にｌヱ没させれば、被測
定液体の比重に基づくモーメツ）Ｍが支持軸３ａ、３ｂ
回りに発生する。このモーメントＭを計測することによ
り、被測定液体の比重を測定することができる。

すなわち、Ｚ軸の支持軸３ａ、３ｂによって軸支される
と記円筒フロート１には、支持軸３ａ、３ｂ回りのモー
メン）Ｍを考えた場合、フロート１１１体の＠＊ＦｚＣ
Ｙ’方向）Ｋよるモーメントらと、このモーメントに曽
とは反対方向で、フロートｌが被測定液体中にｌかれる
ための浮力Ｆ１（Ｙ方向〕によるモーメントＭｒが作用
することになる。

Ｐめ知られている上記円筒フロートｌの比重をρｆ　と
すれば、Ｌ記モーメントＭ−は。

でγえられる。

また被０定液体の未知の比重をρとすれば、上記モーメ
ントＭｒは。

で与えられる。

したがって、上記円筒フロート１の２軸回りのモーメン
トＭは。

となる、このモーメントＭを検出すれば１円筒フロート
ｌが埋没される被測定液体の比玉戸を°測定することが
できる。

被測定液体の比重ρは、 として求められる。

ここで、モーメン）Ｍを求める上述の式を成立させるた
めには、円筒フロート１のＺ軸（支持軸３ａ、３ｂ）回
りの回転変位を出さないようにする必要がある。このた
め、モーメン）Ｍの検出には、変位が発生しない歪ゲー
ジ等の応力センサを用いるようにする。この応力センサ
は、圧縮力、張力によって抵抗が変化するたとえばマン
ガニンやフンスタンタン等のニッケル合金からなる。

第１１’ｆｆｌおよび第２図で、応力センサ４は円筒フ
ロートｌの側面２ａに設けられた取付台１１に支持材１
２を介して固定されており、この応力センサ４の他端は
支持バー５の一端に固定されている。この支持バー５の
他端は、フロート１を偏心＠３ａ、３ｂで軸支する図示
しないハウジングの一部にＩＩ４足されている。

被測定液体の比重の変化は、上記応力センサ４の抵抗の
変化として現われ、この抵抗変化を検出し、マイクロプ
ロセッサ等で演算することにより比重ρが求められる。

つぎに、、に！明の他の実施例を第３図により説明する
。第３図は、円筒フロート６を一側面７から見たｆｆｉ
向図である。この円ｎフロート６には、中心軸Ｃより偏
心した位ｎに偏心軸である支持軸８が、中心軸Ｃに平行
に、−側面７側より突出して設けられている。また他側
面には、同様な支持軸が他側面側より突出して設けられ
ている。

また１円筒フロート６には、上記支持軸８に対して同心
状に円筒流路９がフロート６を貫通して形成されている
。ここで、支持軸８は円筒流路９に支持材１０により支
持されている。

このようなフロート６を用いて流れる被測定液体の比重
を測定する場合は、上記円筒流路９に被測定液体のメイ
ンフローを通すとともに、フロート６の外面側に被８＋
１定液体の一部を導き、フロート６全体を被測定液体に
埋没させるようにする。これにより、フロート６を動揺
させることなく、流れる被測定液体の比重を容易に測定
できる。

ここで、上記円ｎ流路９の内径は適当に選ぶことができ
る。これは、流路９が偏心軸に同心であり、偏心軸回り
のモーメントに現れないためである。

ところで、上述の説す１は、液体の比重を測定する場合
について述べたが、フロート１．６を軽液化しこのフロ
ー）１．６の内部を真空にすることで、気体の比重の測
定を行なうことができる。

また、フロート１，６の形状は、円筒状に限定されず、
他の形状であってもよい。

〔発ＩＪＩの効果」 以上説＋Ｊ１シたように本発明の流体の比重測定力法に
よれば、被測定流体中に配設したフロートを静虚させた
状ｙムで、フロートの偏心軸回りのモーメントを検知し
、被測定流体の比重を測定することから、比重測定装置
に可動部分が必黄な（、装置の構成を簡略化できる。

また、可動部分がないことから、ゴミ等が付着して■ｆ
動部分の０！１が阻害されるようなことはなく、従来の
ような可動部分のｖＪきの阻害による測定上の誤差は発
生しない。

また、従来のように被測定流体の比重養による。浮力の
変化をフロートの位置の変化（浮き沈み）に変換して、
比重を測定するのではなく、偏心軸回りのモーメントを
検出するという直接的Ｆ段で被測定流体の比重を測定し
ていることから、晶精度な測定が可能である。

さらに、ｙすれる流体についても、従来とは異なリフロ
ートにｇＪ揺を生じさせることなく、比重を測定できる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明により構成されるフロートの一例を示す
斜視図、第２図は上記フロートの側面図、第３図は他の
実施例のフロートの側面図、第４図は従来の比重計の正
面図、第５図は従来の比重測定装置の断面図である。 図中

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 重心点より偏位した位置に偏心軸を有するフロートを被
   測定流体中に配置し、この被測定流体の浮力による上記
   偏心軸回りのモーメントを検出することで、上記被測定
   流体の比重を測定することを特徴とする流体の比重測定
   方法。