JPS63212843A - 粘度計の振動片加振方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、主に連続鋳造用パウダー等の高温融体の粘度
測定に用いる粘度計の振動片加振方法に関する。

〔従来技術〕

振動片方式の粘度計は通常電磁石、又は駆動コイル等を
動力とする加振源により直接又は間接に振動片に所定振
動数の振動を付与し、そのときの振動片の空気中及び被
粘度測定物内での振幅を検出し、予め求めた粘度と振幅
との関係に基づき粘度を測定する構成となっている。

ところで粘度の測定精度向上には加振源によって振動片
に付与する振動エネルギーを測定期間中一定に維持する
必要があり、このため通常は加振源に与える電圧又は電
流の一定制御を行うことによってこれを実現することと
している。

第４．第５図は夫々従来の加振源駆動系を示す模式図で
あり、第４図に示す駆動系は定電流制御型のもの、また
第５図に示す駆動系は定電圧制御型のものである。

第４図に示す定電流制御型の駆動系はパワーアンプ３６
に加振源２１と直列に電流計Ａを接続して構成してあり
、加振源２１のインピーダンスＺが常に一定であるとの
前提のもとに電流を一定に制御して加振動に付与する駆
動電力Ｐ（＝ｔ”Ｚ）を一定となるよう制御する。

また第５図に示す定電圧制御型の駆動系は、パワーアン
プ３６に対し加振源２１と並列に電圧計■を接続し、加
振源２１のインピーダンスＺが常に一定であるとの前提
のもとに電圧を一定制御して、加振源２１に付与する駆
動電力Ｐ（＝Ｖ”／Ｚ）が一定となるように制御する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしこのような構成では、両者とも加振源２１のイン
ピーダンスＺを一定と仮定しているが、加振源２１を構
成する鉄芯、コイル等は周囲の環境条件９例えば温度、
湿度変化によってインピーダンスが変化することが知ら
れており、電流又は電圧を一定制御するのみでは加振源
における駆動電力が変化し、これに伴って加振源から振
動片に付与すべき振動振幅値が変化することとなり、粘
度測定精度の向上に限界があった。

第６図は、加振源温度と振動との関係を示すグラフであ
って、横軸に加振源温度（’Ｃ）を、また縦軸に加振源
振幅（μｍ）をとって示しである。

このグラフから明らかな如く、１℃程度の温度の変化で
１０μｍ（約２．９χ）程度振幅値が変化し、これは粘
度換算で１５％程度となり、極めて大きな誤差要因とな
っていることが解る。

本発明方法はかかる事情に鑑みなされたものであって、
その目的とするところは加振源に付与すべき駆動電力を
加振源における周囲環境の変化に伴うインピーダンス変
化の如何にかかわらず振動片に対し所定の振動エネルギ
ーを付与し得るようにした粘度計の振動片加振方法を提
供するにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明方法にあっては、振動片を電気的手段により加振
する加振源を備えた粘度計の振動片加振方法において、
前記加振源に付与すべき電流及び電圧を測定し、加振源
の駆動電力が一定となるよう前記電流及び／又は電圧を
制御する。

〔作用〕

本発明方法はこれによって、周囲環境の変化に伴うイン
ピーダンス変化の如何にかかわらず、加振源に対する駆
動電力を一定に維持し得ることとなる。

〔実施例〕

以下本発明方法を図面に基づき具体的に説明する。第１
図は、本発明方法を適用した粘度計の模式図であり、図
中１は加熱炉、２は粘度測定器。

３は測定装置本体を示している。

加熱炉１は電気炉等にて構成されており、上部壁中央に
開口部１ａを備え、また内部には被粘土測定物を収容す
るルツボ１１及び被粘度測定物を加熱溶融するヒータ１
２が配設され、また炉外上部にはルツボ１１に被粘度測
定物を供給する供給器１３が設置されており、該供給器
１３内の被粘度測定物を加熱炉１の炉壁に設けたガイド
孔１ｂを通じてルツボ１１内に投入し、ヒータ１２にて
所定温度に加熱溶融せしめるようにしである。

ヒータ１２の制御は測定装置本体３の演算制御部３１か
らの制御信号に基づき動作する炉コントローラ１４にて
行われ、その結果は炉内温度検出プローブ１５ａ、被粘
度測定物の温度検出プローブ１５ｂの検出温度をマルチ
温度計３２．演算制御部３１を通じて炉コントローラ１
４にフィードバックされるようにしである。また供給器
１３からの被粘度測定物の切出量も測定装置本体３のシ
ーケンサ３３を通じて演算制御部３１にて調節される。

粘度測定器２はコーン型のスピーカ等にて構成される加
振源２１に上端部を連繋させたシャフト２２を熱遮蔽板
２３を通して垂下させ、その下端部に振動片２４を設け
ると共に、シャフト２２の上端部近傍に振動片２４の振
幅を検出する変位計２５を臨ませて構成されており、図
示しない昇降手段にて図面に示す如く振動片２４が加熱
炉ｌの外部に引上げられた位置と、振動片２４が開口部
１ａを通してルツボ１１内の被粘度測定物内に浸漬した
位置とに昇降移動せしめられるようになっている。

熱遮蔽板２３は水冷ジャケットを備えており、加熱炉１
等の熱を遮断し、粘度測定器２に対する熱影響を低減す
るようになっている。

また変位計２５はシャフト２２を通じて振動片２４の振
幅を検出するようにしてあり、その検出信号はコントロ
ーラ２６及び測定装置本体３のマルチメータ３４を通じ
て演算制御部３１に取込まれる。

加振源２１は電磁石、又は駆動コイル等の電気的手段に
て振動板を振動し、その振動をシャフト２２を通じて振
動片２４に伝達するよう構成されており、その振動数、
振幅は測定装置本体３の演算制御部３１の制御信号を発
振器３５、パワーアンプ３６に人力することにより設定
される。振動数としては主に振動系の共振振動数が用い
られ、振幅もそのときの振幅が用いられる。

第２図は前記加振源２１の駆動系を示す模式図であり、
パワーアンプ３６に対し、加振源２１と直列に電流計Ａ
を接続すると共に、この加振源２１電流計Ａの直列回路
と並列に電圧計Ｖを並列接続して構成されており、電流
計Ａ、電圧計■の各指示値ｉ。

■を演算制御部にて読み取り、下記（１）式で与えられ
る加振源２１に付与される駆動電力Ｐが一定となるよう
電流及び／又は電圧を調節すべく演算制御部から発振器
３５を通じてパワーアンプ３６に制御信号を出力するよ
うになっている。

Ｐ　＝ｖｉ−ｉ”Ｚａ　　　　　　−（１）但しＺａ：
電流計の内部インピーダンス１６は標準粘度液であって
、粘度測定開始に先立って振動片２４をこれに浸漬し、
そのときの温度。

振幅を検出し、粘度測定器２自体の特性を定めるのに用
いられる。

測定装置本体３の演算制御部３１は変位計２５で検出し
た共振振動数のもとての振動片２４の空気中での振動振
幅Ｅａ及び被粘度測定物内での振動振幅Ｅを読取り、下
記（２）式に従って被粘度測定物の粘度ηを算出する。

但し、ρ　：被粘度測定物の密度 ＲＨ：粘度計固有の機械的インピーダ ンスの抵抗骨 子ａ　：空気中での共振周波数 ｆ　：被粘度測定物中での共振周波数 Ｓ　　：振動片の両面の面積 なお（２）式中のＲ４′／πｆａＳ”は装置定数であり
、これをＫとし、 あるからこれを八。とすれば前記（２）式は（３）式の
如くに書き直せる。

ρη＝に八〇　　　　　　　・・・（３）空気中での共
振周波数ｆａ、空気中での振動振幅Ｅａは測定開始前に
大気中で振動片に異なる周波数の振動を与え、振幅が最
大となる周波数を共振周波数ｆａ、そのときの振幅をＨ
ａとして定めておく。

またに、ｎについては測定開始前に２種以上の標準粘度
液中に振動片を浸漬し、振動片に異なる周波数の振動を
与え、振幅が最大となる周波数をｆ。

そのときの振幅をＥと定めると共に標準粘度液の密度ρ
、粘度等に基づき予め求めておく。

演算制御部３１で求めた被粘度測定物温度及び粘度はそ
の都度ＣＲＴ、プリンタにて表示、記録される。

而して上述した如き本発明方法に依った場合の粘度測定
試験結果は第３図に示すとおりである。

第３図のグラフは横軸に加振源の温度（’Ｃ）を、また
縦軸に加振源の振幅をとって示しである。

このグラフから明らかな如く、本発明方法に依った場合
にあっては、加振源温度が５０℃前後変化したときの振
幅変化は０．５μ輸以内（０，５％程度）であり、粘度
換算で略０．７％の誤差となり、第６図に示す従来方法
と比較して測定精度が格段に向上していることが解る。

〔効果〕

以上の如く本発明方法にあっては振動片の加振源に対し
、その駆動電力を一定とすべく、電流及び／又は電圧を
制御することとしているから、加熱炉の温度等の環境条
件に影響されることなく、一定の加振源駆動電力を維持
し得て、粘度測定精度が格段に向上するなど本発明は優
れた効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を適用した粘度計の模式図、第２図
は第１図に示す加振源の駆動系を示す模式図、第３図は
加振源の振幅と温度との関係を示すグラフ、第４．５図
は従来の加振源駆動系を示す模式図、第６図は従来方法
に依った場合の加振源の振幅とその温度との関係を示す
グラフである。 １・・・加熱炉　２・・・粘度測定器　３・・・測定装
置本体　１１・・・ルツボ　１２・・・ヒータ　１３・
・・供給器　１４・・・炉コントローラ　１５ａ、　１
５ｂ・・・温度検出用プローブ１６・・・標準粘度液　
　２１・・・加振源　２２・・・シャフト２４・・・振
動片　２５・・・変位計　３１・・・演算制御部時　許
　出願人　　住友金属工業株式会社代理人　弁理士　　
河　　野　　登　　夫加Ｓ渡温度（’Ｃ） 第３図 加振源温度（１） 第　４　　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、電気的手段により加振する加振源を備えた粘度計の
   振動片加振方法において、前記加振源に付与すべき電流
   及び電圧を測定し、加振源の駆動電力が一定となるよう
   前記電流及び／又は電圧を制御することを特徴とする粘
   度計の振動片加振方法。