JPH05281127A - 液体粘度測定装置 - Google Patents
液体粘度測定装置Info
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- JPH05281127A JPH05281127A JP4074322A JP7432292A JPH05281127A JP H05281127 A JPH05281127 A JP H05281127A JP 4074322 A JP4074322 A JP 4074322A JP 7432292 A JP7432292 A JP 7432292A JP H05281127 A JPH05281127 A JP H05281127A
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- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N11/00—Investigating flow properties of materials, e.g. viscosity, plasticity; Analysing materials by determining flow properties
- G01N11/02—Investigating flow properties of materials, e.g. viscosity, plasticity; Analysing materials by determining flow properties by measuring flow of the material
- G01N11/04—Investigating flow properties of materials, e.g. viscosity, plasticity; Analysing materials by determining flow properties by measuring flow of the material through a restricted passage, e.g. tube, aperture
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 測定用細管の上流側と下流側とに印加された
圧力差の変動に影響されず高い測定精度を有する液体粘
度測定装置を提供する。 【構成】 液体粘度測定装置は、被測定液６が移動する
流路２に形成された測定用細管１の上流側と下流側との
間に圧力差Ｐを形成する圧力差形成手段１８と、被測定
液６が測定用細管１における上流側の第１位置１０を通
過後下流側の第２位置１１を通過するまでの液体通過時
間を分割時間に分割し分割時間毎に圧力差Ｐを測定する
圧力測定手段１６と、各分割時間と圧力測定手段１６に
より測定した各分割時間における圧力差Ｐとの積を求め
液体通過時間に渡ってこの積を積算して得られる積算量
Ｓを演算する流量演算手段１９と、粘度が既知である基
準試料について流量演算手段１９により求めた積算量Ｓ
と被測定液６について流量演算手段１９により求めた積
算量Ｓとを比較することによりこの被測定液の粘度を演
算する粘度演算手段２０とを備えることを特徴とする。
圧力差の変動に影響されず高い測定精度を有する液体粘
度測定装置を提供する。 【構成】 液体粘度測定装置は、被測定液６が移動する
流路２に形成された測定用細管１の上流側と下流側との
間に圧力差Ｐを形成する圧力差形成手段１８と、被測定
液６が測定用細管１における上流側の第１位置１０を通
過後下流側の第２位置１１を通過するまでの液体通過時
間を分割時間に分割し分割時間毎に圧力差Ｐを測定する
圧力測定手段１６と、各分割時間と圧力測定手段１６に
より測定した各分割時間における圧力差Ｐとの積を求め
液体通過時間に渡ってこの積を積算して得られる積算量
Ｓを演算する流量演算手段１９と、粘度が既知である基
準試料について流量演算手段１９により求めた積算量Ｓ
と被測定液６について流量演算手段１９により求めた積
算量Ｓとを比較することによりこの被測定液の粘度を演
算する粘度演算手段２０とを備えることを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、液体粘性測定装置に関
し、特に液体を細管中に移動させて粘性を測定する液体
粘性測定装置に関する。
し、特に液体を細管中に移動させて粘性を測定する液体
粘性測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】液体粘性測定は従来、流動速度、抵抗か
ら粘度値を求めている。流動速度から粘度値を求める方
法としては、（１）細管方法、（２）鋼球落下方法、抵
抗から求める方法としては、（３）平面層状流動方法、
（４）同心円筒回転方法、（５）円錐平板回転方法があ
る。（１）の細管方法の場合は落下速度で測定するので
測定に時間を要する。
ら粘度値を求めている。流動速度から粘度値を求める方
法としては、（１）細管方法、（２）鋼球落下方法、抵
抗から求める方法としては、（３）平面層状流動方法、
（４）同心円筒回転方法、（５）円錐平板回転方法があ
る。（１）の細管方法の場合は落下速度で測定するので
測定に時間を要する。
【０００３】（２）の鋼球落下方法の場合は、少量サン
プルでの測定が困難である。
プルでの測定が困難である。
【０００４】（３）及び（４）の場合は外部より力が加
えられることにより被測定液体の性質が変化する。
えられることにより被測定液体の性質が変化する。
【０００５】また、（１）の細管方法では液体の抵抗か
ら粘度を求める方法であるので低粘度のものの測定がし
にくい。
ら粘度を求める方法であるので低粘度のものの測定がし
にくい。
【０００６】上記の従来の粘度測定方法における高粘度
のもの、又は低粘度のものに対しての測定しにくさ、ま
たは少量サンプルでの測定の困難や測定に時間を要する
等の欠点を解決する液体粘度測定として、本出願人によ
り液体粘度測定装置が提案されている（実願平０２−３
５４５３）。この液体粘度測定装置は、被測定液体を流
す回路に毛細管のような細管を使用し、粘度測定に液体
の抵抗を利用しないで、毛細管内を流れる液体が上流側
の第１の点から下流側の第２の点へ移動する時間を測定
し、それを粘度に計算する方法を使用し、かつ毛細管の
太さを変えることにより低から高粘度までの測定を可能
にし、さらに測定時間を短縮するために流す液体に陽圧
又は陰圧の圧力差を与えたものである。
のもの、又は低粘度のものに対しての測定しにくさ、ま
たは少量サンプルでの測定の困難や測定に時間を要する
等の欠点を解決する液体粘度測定として、本出願人によ
り液体粘度測定装置が提案されている（実願平０２−３
５４５３）。この液体粘度測定装置は、被測定液体を流
す回路に毛細管のような細管を使用し、粘度測定に液体
の抵抗を利用しないで、毛細管内を流れる液体が上流側
の第１の点から下流側の第２の点へ移動する時間を測定
し、それを粘度に計算する方法を使用し、かつ毛細管の
太さを変えることにより低から高粘度までの測定を可能
にし、さらに測定時間を短縮するために流す液体に陽圧
又は陰圧の圧力差を与えたものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従来の液体粘度測定装
置（実願平０２−３５４５３）においては、液体が上流
側の第１の点から下流側の第２の点へ移動する時間が設
定吸引圧等に依存して変わるため、液体が上流側の第１
の点から下流側の第２の点へ移動する時間に渡って、被
測定液の上流側と下流側との圧力差は一定であるという
ことを前提にして粘度の計測演算がなされていた。
置（実願平０２−３５４５３）においては、液体が上流
側の第１の点から下流側の第２の点へ移動する時間が設
定吸引圧等に依存して変わるため、液体が上流側の第１
の点から下流側の第２の点へ移動する時間に渡って、被
測定液の上流側と下流側との圧力差は一定であるという
ことを前提にして粘度の計測演算がなされていた。
【０００８】しかしながら、この圧力差を設定吸引圧等
に固定することは容易ではない。また、圧力差を設定吸
引圧等に設定することができたとしても、これを確実に
再現することは容易ではない。
に固定することは容易ではない。また、圧力差を設定吸
引圧等に設定することができたとしても、これを確実に
再現することは容易ではない。
【０００９】このように従来の液体粘度測定装置におい
ては、液体が上流側の第１の点から下流側の第２の点へ
移動する時間によって液体粘度を演算していたため、被
測定液の上流側と下流側との圧力差の微小変化によって
も、被測定液が上流側の第１の点から下流側の第２の点
へ移動する時間が変化し、測定値に誤差が生じるという
問題点があった。
ては、液体が上流側の第１の点から下流側の第２の点へ
移動する時間によって液体粘度を演算していたため、被
測定液の上流側と下流側との圧力差の微小変化によって
も、被測定液が上流側の第１の点から下流側の第２の点
へ移動する時間が変化し、測定値に誤差が生じるという
問題点があった。
【００１０】そこで本発明の目的は、上記従来技術の有
する問題を解消し、高い測定精度を有する液体粘度測定
装置を提供することである。
する問題を解消し、高い測定精度を有する液体粘度測定
装置を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、被測定液が移動する流路に形成された測
定用細管の上流側と下流側との間に圧力差を形成する圧
力差形成手段と、被測定液が測定用細管における上流側
の第１位置を通過後下流側の第２位置を通過するまでの
液体通過時間を分割時間に分割し分割時間毎に前記圧力
差を測定する圧力測定手段と、各分割時間と前記圧力測
定手段により測定した各分割時間における圧力差との積
を求め液体通過時間に渡ってこの積を積算して得られる
積算量を演算する流量演算手段と、粘度が既知である基
準試料について前記流量演算手段により求めた積算量と
被測定液について前記流量演算手段により求めた積算量
とを比較することによりこの被測定液の粘度を演算する
粘度演算手段とを備えることを特徴とする。
に、本発明は、被測定液が移動する流路に形成された測
定用細管の上流側と下流側との間に圧力差を形成する圧
力差形成手段と、被測定液が測定用細管における上流側
の第１位置を通過後下流側の第２位置を通過するまでの
液体通過時間を分割時間に分割し分割時間毎に前記圧力
差を測定する圧力測定手段と、各分割時間と前記圧力測
定手段により測定した各分割時間における圧力差との積
を求め液体通過時間に渡ってこの積を積算して得られる
積算量を演算する流量演算手段と、粘度が既知である基
準試料について前記流量演算手段により求めた積算量と
被測定液について前記流量演算手段により求めた積算量
とを比較することによりこの被測定液の粘度を演算する
粘度演算手段とを備えることを特徴とする。
【００１２】また、前記測定用細管の上流側の流路には
被測定液の温度を均一化するためのコイル状の滞留用管
路が形成され、この滞留用管路は恒温手段に埋設されて
いることが好適である。
被測定液の温度を均一化するためのコイル状の滞留用管
路が形成され、この滞留用管路は恒温手段に埋設されて
いることが好適である。
【００１３】また、前記滞留用管路はフレキシブルな材
料からなることが好適である。
料からなることが好適である。
【００１４】また、前記滞留用管路は低反応性の材料か
らなることが好適である。
らなることが好適である。
【００１５】また、被測定液が移動する前記流路は前記
滞留用管路の上流側へ行くほど流路の径が太くなってお
り、また前記滞留用管路の下流側へ行くほど流路の径が
太くなっていることが好適である。
滞留用管路の上流側へ行くほど流路の径が太くなってお
り、また前記滞留用管路の下流側へ行くほど流路の径が
太くなっていることが好適である。
【００１６】また、液体粘度測定方法は、被測定液が移
動する流路に形成された測定用細管の上流側と下流側と
の間に圧力差を印加しながら、被測定液が前記測定用細
管における上流側の第１位置を通過後下流側の第２位置
を通過するまでの液体通過時間を分割時間に分割し分割
時間毎に前記圧力差を測定する行程と、各分割時間と測
定した圧力差との積を求め液体通過時間に渡ってこの積
を積算して得られる積算量を演算する行程と、粘度が既
知である基準試料について求めた積算量と被測定液につ
いて求めた積算量とを比較することによりこの被測定液
の粘度を演算することを特徴とする。
動する流路に形成された測定用細管の上流側と下流側と
の間に圧力差を印加しながら、被測定液が前記測定用細
管における上流側の第１位置を通過後下流側の第２位置
を通過するまでの液体通過時間を分割時間に分割し分割
時間毎に前記圧力差を測定する行程と、各分割時間と測
定した圧力差との積を求め液体通過時間に渡ってこの積
を積算して得られる積算量を演算する行程と、粘度が既
知である基準試料について求めた積算量と被測定液につ
いて求めた積算量とを比較することによりこの被測定液
の粘度を演算することを特徴とする。
【００１７】また、測定用細管の上流側と下流側との間
に印加する圧力差は被測定液の粘度が大きいほど大きい
ことが好適である。
に印加する圧力差は被測定液の粘度が大きいほど大きい
ことが好適である。
【００１８】
【作用】圧力差形成手段によって測定用細管の上流側と
下流側との間に圧力差を形成し、被測定液の頭部または
尻部が測定用細管における上流側の第１位置を通過後下
流側の第２位置を通過するまで、液体通過時間の分割時
間毎に圧力測定手段によって圧力差を測定する。流量演
算手段によって、各分割時間と圧力測定手段により測定
した各分割時間における圧力差との積を求め、液体通過
時間に渡ってこの積を積算して積算量を演算する。この
積算量は液体の粘度にほぼ比例することが実験によって
確認されたので、粘度が既知である基準試料についての
積算量と測定対象である被測定液についての積算量とを
比較することにより粘度演算手段によってこの被測定液
の粘度を演算する。
下流側との間に圧力差を形成し、被測定液の頭部または
尻部が測定用細管における上流側の第１位置を通過後下
流側の第２位置を通過するまで、液体通過時間の分割時
間毎に圧力測定手段によって圧力差を測定する。流量演
算手段によって、各分割時間と圧力測定手段により測定
した各分割時間における圧力差との積を求め、液体通過
時間に渡ってこの積を積算して積算量を演算する。この
積算量は液体の粘度にほぼ比例することが実験によって
確認されたので、粘度が既知である基準試料についての
積算量と測定対象である被測定液についての積算量とを
比較することにより粘度演算手段によってこの被測定液
の粘度を演算する。
【００１９】
【実施例】本発明による液体粘度測定装置の実施例を図
１乃至図９を参照して以下に説明する。
１乃至図９を参照して以下に説明する。
【００２０】図１において、符号１は粘度を測定しよう
とする被測定液例えば血液を流す流路２に接続された毛
細管等からなる測定用細管を表す。この測定用細管１の
内径は被測定物の粘度によりその太さの異ったものを使
用する。
とする被測定液例えば血液を流す流路２に接続された毛
細管等からなる測定用細管を表す。この測定用細管１の
内径は被測定物の粘度によりその太さの異ったものを使
用する。
【００２１】測定用細管１の上流側の流路には被測定液
の温度を均一化するためのコイル状の滞留用管路３が形
成されている。この滞留用管路３は図８に示すように恒
温手段である電子恒温プレート４に埋設されている。電
子恒温プレート４は埋設された滞留用管路３を設定温度
になるように電気的に制御するための加熱手段および冷
却手段を有する。
の温度を均一化するためのコイル状の滞留用管路３が形
成されている。この滞留用管路３は図８に示すように恒
温手段である電子恒温プレート４に埋設されている。電
子恒温プレート４は埋設された滞留用管路３を設定温度
になるように電気的に制御するための加熱手段および冷
却手段を有する。
【００２２】また、滞留用管路３はテフロン等のフレキ
シブルな材料から作られている。また、滞留用管路３は
電子恒温プレート４に埋設されて固定されている。これ
によって、温度変化したとしても、滞留用管路３の伸縮
が測定用細管１に影響を与えないようにしてある。
シブルな材料から作られている。また、滞留用管路３は
電子恒温プレート４に埋設されて固定されている。これ
によって、温度変化したとしても、滞留用管路３の伸縮
が測定用細管１に影響を与えないようにしてある。
【００２３】なお、被測定液６の化学的反応性が強い場
合には、滞留用管路３はガラスやステンレス等の化学的
反応性の低い材料によって構成されることが望ましい。
合には、滞留用管路３はガラスやステンレス等の化学的
反応性の低い材料によって構成されることが望ましい。
【００２４】滞留用管路３の上流側には被測定液６を貯
蔵する被測定液槽５が設けられている。被測定液槽５の
被測定液６は大気圧の圧力を受けている。また、被測定
液槽５には管路２の先端が埋設されている。被測定液槽
５から滞留用管路３に至るまでの管路２には、被測定液
６の流入を開閉するための被測定液供給バルブ７と、流
路２全体を洗浄する蒸留水の流入を開閉するための蒸留
水供給バルブ８と、入口部９が設けられている。入口部
９には光電素子が設けられ、被測定液槽５から吸入され
た被測定液６の通過を検知できるようになっている。
蔵する被測定液槽５が設けられている。被測定液槽５の
被測定液６は大気圧の圧力を受けている。また、被測定
液槽５には管路２の先端が埋設されている。被測定液槽
５から滞留用管路３に至るまでの管路２には、被測定液
６の流入を開閉するための被測定液供給バルブ７と、流
路２全体を洗浄する蒸留水の流入を開閉するための蒸留
水供給バルブ８と、入口部９が設けられている。入口部
９には光電素子が設けられ、被測定液槽５から吸入され
た被測定液６の通過を検知できるようになっている。
【００２５】また、測定用細管１における上流側の第１
位置１０を被測定液６が通過する時刻を検出するための
第１センサ１２が第１位置１０の近傍に設置され、また
測定用細管１の下流側の第２位置１１を被測定液６が通
過する時刻を検出するための第２センサ１３が第２位置
１１の近傍に設置されている。第１センサ１２および第
２センサ１３には光電素子が設けられており、これによ
って図５に示すように被測定液６の頭部または尻部の通
過を検知する。流路２を流れる被測定液６の容量は例え
ば約０．５ｃｃであり、標準的な細管の径を考慮すると
図５に示すような被測定液６の長さは約３０ｃｍ程度で
ある。
位置１０を被測定液６が通過する時刻を検出するための
第１センサ１２が第１位置１０の近傍に設置され、また
測定用細管１の下流側の第２位置１１を被測定液６が通
過する時刻を検出するための第２センサ１３が第２位置
１１の近傍に設置されている。第１センサ１２および第
２センサ１３には光電素子が設けられており、これによ
って図５に示すように被測定液６の頭部または尻部の通
過を検知する。流路２を流れる被測定液６の容量は例え
ば約０．５ｃｃであり、標準的な細管の径を考慮すると
図５に示すような被測定液６の長さは約３０ｃｍ程度で
ある。
【００２６】測定用細管１の下流側の流路２には、被測
定液６を受けるための排液ボトル１４と、圧力を一定に
するためのバッファの機能をなす定圧タンク１５とが直
列に接続されている。定圧タンク１５には内部の真空度
を測定するための圧力測定手段としての真空度計１６が
設置されている。
定液６を受けるための排液ボトル１４と、圧力を一定に
するためのバッファの機能をなす定圧タンク１５とが直
列に接続されている。定圧タンク１５には内部の真空度
を測定するための圧力測定手段としての真空度計１６が
設置されている。
【００２７】この真空度計１６によって、大気圧下にあ
る被測定液槽５の圧力、すなわち測定用細管１の上流側
の圧力と、定圧タンク１５内部の圧力すなわち測定用細
管１の下流側の圧力との圧力差が測定される。
る被測定液槽５の圧力、すなわち測定用細管１の上流側
の圧力と、定圧タンク１５内部の圧力すなわち測定用細
管１の下流側の圧力との圧力差が測定される。
【００２８】真空度計１６による圧力差の測定は、第１
センサ１２によって被測定液６の頭部または尻部の通過
を検知したことを合図に始まり、所定の分割時間毎に測
定され、第２センサ１３によって被測定液６の頭部また
は尻部の通過を検知したことを合図に終了する。
センサ１２によって被測定液６の頭部または尻部の通過
を検知したことを合図に始まり、所定の分割時間毎に測
定され、第２センサ１３によって被測定液６の頭部また
は尻部の通過を検知したことを合図に終了する。
【００２９】この分割時間は、被測定液６が測定用細管
１における上流側の第１位置１０を通過後下流側の第２
位置１１を通過するまでの液体通過時間を分割した時間
に相当する。実際はこの分割時間の大きさは、許容でき
る圧力差の変動幅に対応する時間幅に比べて十分短くな
るように設定されるのであり、液体通過時間の長短には
直接は依存しない。
１における上流側の第１位置１０を通過後下流側の第２
位置１１を通過するまでの液体通過時間を分割した時間
に相当する。実際はこの分割時間の大きさは、許容でき
る圧力差の変動幅に対応する時間幅に比べて十分短くな
るように設定されるのであり、液体通過時間の長短には
直接は依存しない。
【００３０】また、定圧タンク１５の下流側には調節バ
ルブ１７を介して、測定用細管１の上流側と下流側との
間に圧力差を形成する圧力差形成手段としての真空ポン
プ１８が接続されている。
ルブ１７を介して、測定用細管１の上流側と下流側との
間に圧力差を形成する圧力差形成手段としての真空ポン
プ１８が接続されている。
【００３１】調節バルブ１７は開閉程度を調節すること
により、測定用細管１の上流側と下流側との間の圧力差
を調節する。上流側と下流側との間のこの圧力差は、被
測定液６が電子恒温プレート４に埋設された滞留用管路
３内を移動する移動時間に関係する。
により、測定用細管１の上流側と下流側との間の圧力差
を調節する。上流側と下流側との間のこの圧力差は、被
測定液６が電子恒温プレート４に埋設された滞留用管路
３内を移動する移動時間に関係する。
【００３２】この移動時間は真空ポンプ１８による吸引
力が同じ、すなわち圧力差Ｐが同一であても被測定液６
の粘度に応じて異なり、粘度が低いほど短くなる傾向を
有する。
力が同じ、すなわち圧力差Ｐが同一であても被測定液６
の粘度に応じて異なり、粘度が低いほど短くなる傾向を
有する。
【００３３】この移動時間は、被測定液６が滞留用管路
３を移動する間に十分に均一な温度例えば２０℃になる
ように、十分な時間として設定されなければならない。
一方、この移動時間が必要以上に長い場合には、被測定
液６が測定用細管１を移動する時間が長くなり、効率的
な測定を行えないことになる。
３を移動する間に十分に均一な温度例えば２０℃になる
ように、十分な時間として設定されなければならない。
一方、この移動時間が必要以上に長い場合には、被測定
液６が測定用細管１を移動する時間が長くなり、効率的
な測定を行えないことになる。
【００３４】したがって効率的な測定を行うために、こ
の移動時間は被測定液６が滞留用管路３を移動する間に
温度が十分に均一化される長さである限り、できるだけ
短い時間として設定される。そして、被測定液６の粘度
の大きさに応じて被測定液６毎に調節バルブ１７の開閉
の程度が設定されなければならない。
の移動時間は被測定液６が滞留用管路３を移動する間に
温度が十分に均一化される長さである限り、できるだけ
短い時間として設定される。そして、被測定液６の粘度
の大きさに応じて被測定液６毎に調節バルブ１７の開閉
の程度が設定されなければならない。
【００３５】具体的には、調節バルブ１７の開閉の程度
は、次のようにして設定される。まず、被測定液供給バ
ルブ７を開き蒸留水供給バルブ８を閉じた状態で、調節
バルブ１７を適当に開き真空ポンプ１８で被測定液６を
被測定液槽５から吸引する。そして被測定液６の流れの
頭部が入口部９に達っしたことを入口部９に設けられた
光電素子によって検出し、被測定液６が被測定液槽５か
ら入口部９へ移動するまでの時間を測定する。この移動
する時間が所定の時間になるように被測定液６毎に調節
バルブ１７の開度を調節する。このようにして、被測定
液６の粘度が大きいほど大きい圧力差Ｐが印加される。
は、次のようにして設定される。まず、被測定液供給バ
ルブ７を開き蒸留水供給バルブ８を閉じた状態で、調節
バルブ１７を適当に開き真空ポンプ１８で被測定液６を
被測定液槽５から吸引する。そして被測定液６の流れの
頭部が入口部９に達っしたことを入口部９に設けられた
光電素子によって検出し、被測定液６が被測定液槽５か
ら入口部９へ移動するまでの時間を測定する。この移動
する時間が所定の時間になるように被測定液６毎に調節
バルブ１７の開度を調節する。このようにして、被測定
液６の粘度が大きいほど大きい圧力差Ｐが印加される。
【００３６】なお、異種の被測定液６の粘度を測定する
場合には、まず被測定液供給バルブ７を閉じ蒸留水供給
バルブ８を開き、蒸留水を流路２へ流入させて洗浄した
後、被測定液供給バルブ７を開き蒸留水供給バルブ８を
開じて被測定液６を流路２に流す。
場合には、まず被測定液供給バルブ７を閉じ蒸留水供給
バルブ８を開き、蒸留水を流路２へ流入させて洗浄した
後、被測定液供給バルブ７を開き蒸留水供給バルブ８を
開じて被測定液６を流路２に流す。
【００３７】また、液体粘度測定装置には真空度計１６
によって分割時間毎に測定した圧力差と各分割時間との
積を求め液体通過時間に渡ってこの積を積算して得られ
る積算量を演算する流量演算手段１９が設けられてい
る。
によって分割時間毎に測定した圧力差と各分割時間との
積を求め液体通過時間に渡ってこの積を積算して得られ
る積算量を演算する流量演算手段１９が設けられてい
る。
【００３８】さらに、粘度が既知である基準試料につい
て流量演算手段１９により求めた積算量と被測定液６に
ついて流量演算手段１９により求めた積算量とを比較す
ることによりこの被測定液の粘度を演算する粘度演算手
段２０が設けられている。
て流量演算手段１９により求めた積算量と被測定液６に
ついて流量演算手段１９により求めた積算量とを比較す
ることによりこの被測定液の粘度を演算する粘度演算手
段２０が設けられている。
【００３９】なお、流路２を構成する管の径は、図１お
よび図７に示すように被測定液層５の近傍位置Ａから入
口部９近傍の位置Ｂまでの流路２は太い径の管で形成さ
れ、入口部９近傍の位置Ｂから滞留用管路３の入口近傍
位置Ｃまでの流路２は中の太さの管で形成され、滞留用
管路３の入口近傍位置Ｃから出口近傍位置Ｄまでの流路
２は細い径の管で形成され、滞留用管路３の出口近傍位
置Ｄから測定用細管１の出口近傍位置Ｅまでの流路２は
中の太さの管で形成され、測定用細管１の出口近傍位置
Ｅから真空ポンプ１８近傍位置Ｆまでの流路２は太い径
の管で形成されている。これらの管の径は粘度の大きさ
によって異なる。例えば、水のような低粘度の被測定液
を測定対象とする場合には、太い径の管の内径直径は約
３ｍｍ、中の太さの管の内径直径は約１ｍｍ、細い径の
管の内径直径は約０．５ｍｍである。また、グリースの
ような高粘度の被測定液を測定対象とする場合には、太
い径の管の内径直径は約１０ｍｍ、中の太さの管の内径
直径は約３ｍｍ、細い径の管の内径直径は約１．５ｍｍ
である。
よび図７に示すように被測定液層５の近傍位置Ａから入
口部９近傍の位置Ｂまでの流路２は太い径の管で形成さ
れ、入口部９近傍の位置Ｂから滞留用管路３の入口近傍
位置Ｃまでの流路２は中の太さの管で形成され、滞留用
管路３の入口近傍位置Ｃから出口近傍位置Ｄまでの流路
２は細い径の管で形成され、滞留用管路３の出口近傍位
置Ｄから測定用細管１の出口近傍位置Ｅまでの流路２は
中の太さの管で形成され、測定用細管１の出口近傍位置
Ｅから真空ポンプ１８近傍位置Ｆまでの流路２は太い径
の管で形成されている。これらの管の径は粘度の大きさ
によって異なる。例えば、水のような低粘度の被測定液
を測定対象とする場合には、太い径の管の内径直径は約
３ｍｍ、中の太さの管の内径直径は約１ｍｍ、細い径の
管の内径直径は約０．５ｍｍである。また、グリースの
ような高粘度の被測定液を測定対象とする場合には、太
い径の管の内径直径は約１０ｍｍ、中の太さの管の内径
直径は約３ｍｍ、細い径の管の内径直径は約１．５ｍｍ
である。
【００４０】このように、滞留用管路３の上流側へ行く
ほど流路２の径が太く、また滞留用管路３の下流側へ行
くほど流路２の径が太くし、かつ測定用細管１の径を中
の太さの管にした理由は次のことによる。すなわち、流
路２の径を均一にした場合は実験によると、図６（ａ）
に示すように、圧力差がさほど大きくない場合に測定用
細管１内で連続的に連なっていた被測定液６は、圧力差
が大きくなると、図６（ｂ）に示すような頭割れや、図
６（ｃ）に示すような尻割れを生じることがわかった。
このことは、粘度が大きい被測定液６について特に顕著
であった。
ほど流路２の径が太く、また滞留用管路３の下流側へ行
くほど流路２の径が太くし、かつ測定用細管１の径を中
の太さの管にした理由は次のことによる。すなわち、流
路２の径を均一にした場合は実験によると、図６（ａ）
に示すように、圧力差がさほど大きくない場合に測定用
細管１内で連続的に連なっていた被測定液６は、圧力差
が大きくなると、図６（ｂ）に示すような頭割れや、図
６（ｃ）に示すような尻割れを生じることがわかった。
このことは、粘度が大きい被測定液６について特に顕著
であった。
【００４１】しかしながら、滞留用管路３の上流側へ行
くほど流路の径が太く、また滞留用管路３の下流側へ行
くほど流路の径が太くし、かつ測定用細管１の径を中の
径にしたことにより、頭割れや尻割れを防止することが
実験的に確認された。
くほど流路の径が太く、また滞留用管路３の下流側へ行
くほど流路の径が太くし、かつ測定用細管１の径を中の
径にしたことにより、頭割れや尻割れを防止することが
実験的に確認された。
【００４２】次に本実施例の作用について説明する。
【００４３】図３において、真空度計１６による圧力差
Ｐの測定結果の時間変化を場合（１）と場合（２）につ
いて示す。場合（１）と場合（２）とにおいて、被測定
液６は同一の試料であり、温度条件は同一であり、圧力
差Ｐの時間変化が異なるようにしてある。ここで、Ｔｗ
は電子恒温プレート４内における被測定液が十分均一温
度になるまでの待ち時間を表す。Ｔｓは、図５に示すよ
うに被測定液６の尻部（または頭部）が第１位置１０を
通過したことを第１センサ１２によって測定された出発
時刻を表す。また、Ｔｐ１、Ｔｐ２は、被測定液６の尻
部（または頭部）が第２位置１１を通過したことを第２
センサ１３によって測定された各々の場合（１）、
（２）における到達時刻を表す。場合（２）は場合
（１）に比べて圧力差Ｐが低くなっているので被測定液
６の尻部（または頭部）は第２位置１１を遅く通過し、
したがってＴｐ２はＴｐ１より長くなっている。
Ｐの測定結果の時間変化を場合（１）と場合（２）につ
いて示す。場合（１）と場合（２）とにおいて、被測定
液６は同一の試料であり、温度条件は同一であり、圧力
差Ｐの時間変化が異なるようにしてある。ここで、Ｔｗ
は電子恒温プレート４内における被測定液が十分均一温
度になるまでの待ち時間を表す。Ｔｓは、図５に示すよ
うに被測定液６の尻部（または頭部）が第１位置１０を
通過したことを第１センサ１２によって測定された出発
時刻を表す。また、Ｔｐ１、Ｔｐ２は、被測定液６の尻
部（または頭部）が第２位置１１を通過したことを第２
センサ１３によって測定された各々の場合（１）、
（２）における到達時刻を表す。場合（２）は場合
（１）に比べて圧力差Ｐが低くなっているので被測定液
６の尻部（または頭部）は第２位置１１を遅く通過し、
したがってＴｐ２はＴｐ１より長くなっている。
【００４４】実験結果によれば、場合（１）において圧
力差Ｐを時刻Ｔｓから時刻Ｔｐ１まで積算して得られる
積算値Ｓ１と、場合（２）において圧力差Ｐを時刻Ｔｓ
から時刻Ｔｐ２まで積算して得られる積算値Ｓ２とは、
ほぼ等しいことが実証された。また、図４に示すよう
に、粘度ηが既知である高粘度の被測定液（１）と低粘
度の被測定液（２）とについて、開始時刻Ｔｓから到達
時刻Ｔｐまでの圧力差Ｐ（ｔ）の積算値Ｓ１、Ｓ２を求
めて比較したところ、各々の積算値Ｓ１、Ｓ２はそれぞ
れの粘度ηにほぼ比例することが実証された。ここで、
この積算値Ｓは開始時刻Ｔｓから到達時刻Ｔｐまでの間
に被測定液６が第１位置１０または第２位置１１と通過
する流量に相当する量である。
力差Ｐを時刻Ｔｓから時刻Ｔｐ１まで積算して得られる
積算値Ｓ１と、場合（２）において圧力差Ｐを時刻Ｔｓ
から時刻Ｔｐ２まで積算して得られる積算値Ｓ２とは、
ほぼ等しいことが実証された。また、図４に示すよう
に、粘度ηが既知である高粘度の被測定液（１）と低粘
度の被測定液（２）とについて、開始時刻Ｔｓから到達
時刻Ｔｐまでの圧力差Ｐ（ｔ）の積算値Ｓ１、Ｓ２を求
めて比較したところ、各々の積算値Ｓ１、Ｓ２はそれぞ
れの粘度ηにほぼ比例することが実証された。ここで、
この積算値Ｓは開始時刻Ｔｓから到達時刻Ｔｐまでの間
に被測定液６が第１位置１０または第２位置１１と通過
する流量に相当する量である。
【００４５】したがって、被測定液６の粘度ηは式
（１）に示すように開始時刻Ｔｓから到達時刻Ｔｐまで
の圧力差Ｐ（ｔ）の積算値Ｓにほぼ比例することが実証
された。
（１）に示すように開始時刻Ｔｓから到達時刻Ｔｐまで
の圧力差Ｐ（ｔ）の積算値Ｓにほぼ比例することが実証
された。
【００４６】
【数１】 ここで、Ｋは温度等に依存する比例定数である。
【００４７】図９に、式（１）を内容を概念的に示す。
図９（ａ）に示すように、粘度ηは積算値Ｓと比例定数
Ｋとの積で表される体積によって表される。また、図９
（ｂ）に示すように、圧力差Ｐ（ｔ）が時間的に変動す
る場合でも、粘度ηは積算値Ｓと比例定数Ｋとの積で表
される体積によって表すことができる。
図９（ａ）に示すように、粘度ηは積算値Ｓと比例定数
Ｋとの積で表される体積によって表される。また、図９
（ｂ）に示すように、圧力差Ｐ（ｔ）が時間的に変動す
る場合でも、粘度ηは積算値Ｓと比例定数Ｋとの積で表
される体積によって表すことができる。
【００４８】積算値Ｓは、図２および式（２）に示すよ
うして具体的に求められる。
うして具体的に求められる。
【００４９】
【数２】 図２および式（２）に示すように、開始時刻Ｔｓから到
達時刻Ｔｐに至るまで時刻ｔ１、ｔ２、・・ｔｋ、ｔ
ｋ＋１・・に渡って圧力差Ｐ（ｔ）を真空度計１６によ
って測定し、流量演算手段１９を用いてこの測定結果Ｐ
（ｔｋ）（ｋ＝１、２・・ｋ、ｋ＋１・・）と分割時間
（ｔｋ＋１−ｔｋ）（ｋ＝１、２・・ｋ、ｋ＋１・・）
との積を求め、これらの積を積算して積算量Ｓを求め
る。
達時刻Ｔｐに至るまで時刻ｔ１、ｔ２、・・ｔｋ、ｔ
ｋ＋１・・に渡って圧力差Ｐ（ｔ）を真空度計１６によ
って測定し、流量演算手段１９を用いてこの測定結果Ｐ
（ｔｋ）（ｋ＝１、２・・ｋ、ｋ＋１・・）と分割時間
（ｔｋ＋１−ｔｋ）（ｋ＝１、２・・ｋ、ｋ＋１・・）
との積を求め、これらの積を積算して積算量Ｓを求め
る。
【００５０】次に、粘度ηが未知である被測定液６の粘
度を求める手順について説明する。
度を求める手順について説明する。
【００５１】まず、粘度ηが既知である基準試料につい
て積算値Ｓを求める。次に、同一の条件下で粘度ηが未
知の測定対象である被測定液６について積算値Ｓを求め
る。そして、粘度ηが積算値Ｓに比例することを利用し
て、流量演算手段１９によって被測定液６の粘度ηを基
準試料の既知の粘度ηから比例計算して求める。なお、
粘度ηが既知である基準試料についての積算値Ｓは、所
定の条件下で一度求めておき、そのデータを流量演算手
段１９中に記憶しておくことにより、その都度求める必
要はなくなる。
て積算値Ｓを求める。次に、同一の条件下で粘度ηが未
知の測定対象である被測定液６について積算値Ｓを求め
る。そして、粘度ηが積算値Ｓに比例することを利用し
て、流量演算手段１９によって被測定液６の粘度ηを基
準試料の既知の粘度ηから比例計算して求める。なお、
粘度ηが既知である基準試料についての積算値Ｓは、所
定の条件下で一度求めておき、そのデータを流量演算手
段１９中に記憶しておくことにより、その都度求める必
要はなくなる。
【００５２】また、未知の粘度ηの測定精度を高めるた
めに、次のように複数の基準試料を用いることも可能で
ある。すなわち、粘度ηが既知である複数個の基準試料
の積算値Ｓを求め、各基準試料の粘度ηと積算値Ｓとを
記憶し、これらのデータを用いて例えば最小自乗法によ
り実験式を作成し、この実験式を流量演算手段１９中に
記憶しておく。これらの実験式は使用する測定用細管１
の太さ毎に、あるいは温度毎に作成しておく。そして、
粘度ηが未知である被測定液６についてのみ積算値Ｓを
求め、前もって記憶されているこれらの実験式を用い
て、比例計算等により未知の粘度ηを演算する。
めに、次のように複数の基準試料を用いることも可能で
ある。すなわち、粘度ηが既知である複数個の基準試料
の積算値Ｓを求め、各基準試料の粘度ηと積算値Ｓとを
記憶し、これらのデータを用いて例えば最小自乗法によ
り実験式を作成し、この実験式を流量演算手段１９中に
記憶しておく。これらの実験式は使用する測定用細管１
の太さ毎に、あるいは温度毎に作成しておく。そして、
粘度ηが未知である被測定液６についてのみ積算値Ｓを
求め、前もって記憶されているこれらの実験式を用い
て、比例計算等により未知の粘度ηを演算する。
【００５３】以上のように本実施例の構成によれば、第
１位置１０から第２位置１１へ移動する時間そのものに
よってではなく、開始時刻Ｔｓから到達時刻Ｔｐまでに
渡る圧力差Ｐ（ｔ）の積算値Ｓによって未知の粘度を求
めるようにしたので、測定用細管１の上流側と下流側と
の圧力差が変動したとしても、高精度で簡易に未知の粘
度を求めることができる。
１位置１０から第２位置１１へ移動する時間そのものに
よってではなく、開始時刻Ｔｓから到達時刻Ｔｐまでに
渡る圧力差Ｐ（ｔ）の積算値Ｓによって未知の粘度を求
めるようにしたので、測定用細管１の上流側と下流側と
の圧力差が変動したとしても、高精度で簡易に未知の粘
度を求めることができる。
【００５４】また、滞留用管路３の上流側へ行くほど流
路の径が太く、また滞留用管路３の下流側へ行くほど流
路の径が太くし、かつ測定用細管１の径を中の径にした
ことにより、頭割れや尻割れを防止することができる。
路の径が太く、また滞留用管路３の下流側へ行くほど流
路の径が太くし、かつ測定用細管１の径を中の径にした
ことにより、頭割れや尻割れを防止することができる。
【００５５】また、被測定液６を流すものとして径の細
い測定用細管１を使用したので、その測定用細管１の太
さを変えることにより粘度の低いものから高いものまで
測定することができる。
い測定用細管１を使用したので、その測定用細管１の太
さを変えることにより粘度の低いものから高いものまで
測定することができる。
【００５６】また、滞留用管路３はテフロン等のフレキ
シブルな材料から作られ、電子恒温プレート４に埋設さ
れて固定されているので、温度変化して滞留用管路３が
伸縮しても、測定用細管１は影響を受けることがない。
シブルな材料から作られ、電子恒温プレート４に埋設さ
れて固定されているので、温度変化して滞留用管路３が
伸縮しても、測定用細管１は影響を受けることがない。
【００５７】また、測定用細管１として毛細管を使用す
ることができるので、被測定液６が少量の場合でも粘度
を測定することができる。
ることができるので、被測定液６が少量の場合でも粘度
を測定することができる。
【００５８】また、被測定液６に圧力差を印加して被測
定液６の流速を早めているので、測定時間を短縮させ
る。
定液６の流速を早めているので、測定時間を短縮させ
る。
【００５９】なお、本実施例においては圧力差形成手段
として真空ポンプ１８を下流側に用いたが、本発明はこ
れに限らず、例えばコンプレッサのような加圧手段を上
流側に設け、被測定液６を押し出し移動させて測定して
もよい。
として真空ポンプ１８を下流側に用いたが、本発明はこ
れに限らず、例えばコンプレッサのような加圧手段を上
流側に設け、被測定液６を押し出し移動させて測定して
もよい。
【００６０】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、測定用
細管の上流側と下流側との間に圧力差を印加し、被測定
液が測定用細管における上流側の第１位置を通過後下流
側の第２位置を通過するまでの時間に渡って各分割時間
と各分割時間における圧力差との積を積算して積算量を
演算する流量演算手段を備えるので、測定用細管の上流
側と下流側とに印加された圧力差の変動に影響されず、
高精度で簡易に未知の粘度を求めることができる。
細管の上流側と下流側との間に圧力差を印加し、被測定
液が測定用細管における上流側の第１位置を通過後下流
側の第２位置を通過するまでの時間に渡って各分割時間
と各分割時間における圧力差との積を積算して積算量を
演算する流量演算手段を備えるので、測定用細管の上流
側と下流側とに印加された圧力差の変動に影響されず、
高精度で簡易に未知の粘度を求めることができる。
【図１】本発明による液体粘度測定装置の一実施例の構
成を示す概略構成図。
成を示す概略構成図。
【図２】第１位置を通過後（Ｔｓ）下流側の第２位置を
通過するまで（Ｔｐ）の時間に渡って圧力差Ｐを積算す
ることを説明する図。
通過するまで（Ｔｐ）の時間に渡って圧力差Ｐを積算す
ることを説明する図。
【図３】圧力差Ｐの変動の仕方が異なる場合（１）、
（２）において、同一の被測定液の積算値Ｓ１、Ｓ２が
等しいことを説明する図。
（２）において、同一の被測定液の積算値Ｓ１、Ｓ２が
等しいことを説明する図。
【図４】被測定液の積算値Ｓ１、Ｓ２の大きさが粘度と
比例関係にあることを説明する図。
比例関係にあることを説明する図。
【図５】測定用細管の第１位置および第２位置において
被測定液の頭部または尻部の通過を検出することを説明
する図。
被測定液の頭部または尻部の通過を検出することを説明
する図。
【図６】流路２を異なる太さの管で構成しない場合に生
じる被測定液の頭割れまたは尻割れを説明する図。
じる被測定液の頭割れまたは尻割れを説明する図。
【図７】流路２を異なる太さの管で構成することを示す
図。符号Ａ、Ｂ・・Ｅ、Ｆは図１の符号Ａ、Ｂ・・Ｅ、
Ｆに対応する。
図。符号Ａ、Ｂ・・Ｅ、Ｆは図１の符号Ａ、Ｂ・・Ｅ、
Ｆに対応する。
【図８】滞留用管路が電子恒温プレートに埋設されてい
ることを示す一部切り欠き斜視図。
ることを示す一部切り欠き斜視図。
【図９】粘度ηが積算値Ｓと比例定数Ｋとの積である体
積によって表されることを説明する図。
積によって表されることを説明する図。
１ 測定用細管 ２ 流路 ３ 滞留用管路 ４ 電子恒温プレート ５ 被測定液槽 ６ 被測定液 ７ 被測定液供給バルブ ８ 蒸留水供給バルブ ９ 入口部 １０ 第１位置 １１ 第２位置 １２ 第１センサ １３ 第２センサ １４ 排液ボトル １５ 定圧タンク １６ 真空度計 １７ 調節バルブ １８ 真空ポンプ １９ 流量演算手段 ２０ 粘度演算手段
【手続補正書】
【提出日】平成４年４月１４日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項７
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３２】この移動時間は真空ポンプ１８による吸引
力が同じ、すなわち圧力差Ｐが同一であっても被測定液
６の粘度に応じて異なり、粘度が低いほど短くなる傾向
を有する。
力が同じ、すなわち圧力差Ｐが同一であっても被測定液
６の粘度に応じて異なり、粘度が低いほど短くなる傾向
を有する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４７
【補正方法】変更
【補正内容】
【００４７】図９に、式（１）の内容を概念的に示す。
図９（ａ）に示すように、粘度ηは積算値Ｓと比例定数
Ｋとの積で表される体積によって表される。また、図９
（ｂ）に示すように、圧力差Ｐ（ｔ）が時間的に変動す
る場合でも、粘度ηは積算値Ｓと比例定数Ｋとの積で表
される体積によって表すことができる。
図９（ａ）に示すように、粘度ηは積算値Ｓと比例定数
Ｋとの積で表される体積によって表される。また、図９
（ｂ）に示すように、圧力差Ｐ（ｔ）が時間的に変動す
る場合でも、粘度ηは積算値Ｓと比例定数Ｋとの積で表
される体積によって表すことができる。
Claims (7)
- 【請求項１】被測定液が移動する流路に形成された測定
用細管の上流側と下流側との間に圧力差を形成する圧力
差形成手段と、被測定液が測定用細管における上流側の
第１位置を通過後下流側の第２位置を通過するまでの液
体通過時間を分割時間に分割し分割時間毎に前記圧力差
を測定する圧力測定手段と、各分割時間と前記圧力測定
手段により測定した各分割時間における圧力差との積を
求め液体通過時間に渡ってこの積を積算して得られる積
算量を演算する流量演算手段と、粘度が既知である基準
試料について前記流量演算手段により求めた積算量と被
測定液について前記流量演算手段により求めた積算量と
を比較することによりこの被測定液の粘度を演算する粘
度演算手段とを備えることを特徴とする液体粘度測定装
置。 - 【請求項２】前記測定用細管の上流側の流路には被測定
液の温度を均一化するためのコイル状の滞留用管路が形
成され、この滞留用管路は恒温手段に埋設されているこ
とを特徴とする請求項１に記載の液体粘度測定装置。 - 【請求項３】前記滞留用管路はフレキシブルな材料から
なることを特徴とする請求項２に記載の液体粘度測定装
置。 - 【請求項４】前記滞留用管路は低反応性の材料からなる
ことを特徴とする請求項２に記載の液体粘度測定装置。 - 【請求項５】被測定液が移動する前記流路は前記滞留用
管路の上流側へ行くほど流路の径が太くなっており、ま
た前記滞留用管路の下流側へ行くほど流路の径が太くな
っていることを特徴とする請求項２に記載の液体粘度測
定装置。 - 【請求項６】被測定液が移動する流路に形成された測定
用細管の上流側と下流側との間に圧力差を印加しなが
ら、被測定液が前記測定用細管における上流側の第１位
置を通過後下流側の第２位置を通過するまでの液体通過
時間を分割時間に分割し分割時間毎に前記圧力差を測定
する行程と、各分割時間と測定した圧力差との積を求め
液体通過時間に渡ってこの積を積算して得られる積算量
を演算する行程と、粘度が既知である基準試料について
求めた積算量と被測定液について求めた積算量とを比較
することによりこの被測定液の粘度を演算することを特
徴とする液体粘度測定方法。 - 【請求項７】測定用細管の上流側と下流側との間に印加
する圧力差は被測定液の粘度が大きいほど大きいことを
特徴とする請求項５に記載の液体粘度測定方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4074322A JPH087132B2 (ja) | 1992-03-30 | 1992-03-30 | 液体粘度測定方法および装置 |
| GB9225332A GB2265987B (en) | 1992-03-30 | 1992-12-03 | Apparatus and method for measuring viscosities of liquids |
| US07/986,130 US5272912A (en) | 1992-03-30 | 1992-12-04 | Apparatus and method for measuring viscosities of liquids |
| DE4242591A DE4242591C2 (de) | 1992-03-30 | 1992-12-16 | Gerät und Verfahren zum Messen von Viskositäten von Flüssigkeiten |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4074322A JPH087132B2 (ja) | 1992-03-30 | 1992-03-30 | 液体粘度測定方法および装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05281127A true JPH05281127A (ja) | 1993-10-29 |
| JPH087132B2 JPH087132B2 (ja) | 1996-01-29 |
Family
ID=13543768
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4074322A Expired - Fee Related JPH087132B2 (ja) | 1992-03-30 | 1992-03-30 | 液体粘度測定方法および装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5272912A (ja) |
| JP (1) | JPH087132B2 (ja) |
| DE (1) | DE4242591C2 (ja) |
| GB (1) | GB2265987B (ja) |
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