(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レールを含む第1のプレートであって、前記レールが、該レール上の流体を表面張力によって前記レールの縁部間で拘束するように構成されている、第1のプレートと、
前記レールが傾斜して重力によって前記流体が前記レールに沿って引っ張られたときに表面張力によって前記流体を前記レールに拘束する所定の間隙だけ前記レールから間をあけて配置された表面を含む、対向する第2のプレートと、
前記所定の間隙と前記流体が前記レールに沿って流れるのにかかる時間との関数として、前記流体の動粘度を測定する手段と
を備える、粘度計。
【請求項２】
前記動粘度を測定する前記手段が、間をあけて配置された複数の線源であって電磁エネルギーを前記間隙の中に送る線源と、間をあけて配置された複数の電磁エネルギー検出器の対応する組とを含む、請求項1に記載の粘度計。
【請求項３】
前記第1のプレートおよび前記第2のプレートの少なくとも一方が、前記所定の間隙を設けるキネマティックマウントを含む、請求項1に記載の粘度計。
【請求項４】
前記プレートの一方または両方が、前記プレート同士を解除可能に一体に結合させる少なくとも1つの磁石を含む、請求項1に記載の粘度計。
【請求項５】
前記第1のプレートが、前記レールの両側に、前記レールから間をあけて配置された隆起ランドを含む、請求項1に記載の粘度計。
【請求項６】
一つ以上の隆起したランドに関連する磁石、および選択されたランドに関連するキネマティックマウントをさらに含む、請求項5に記載の粘度計。
【請求項７】
前記ランドが、互いに間をあけて配置され、それによって前記ランド間に、流体が前記レールに沿って流れるのにかかる時間を観測するためのチャネルが、前記レールを横断して形成されている、請求項5に記載の粘度計。
【請求項８】
前記レールが、ウェルを画定する近位端を有する、請求項1に記載の粘度計。
【請求項９】
前記ウェルが、前記レールまで上方に傾斜したランプを含む、請求項8に記載の粘度計。
【請求項１０】
前記レールが、前記ランプの両側で分裂指部に分岐する、請求項9に記載の粘度計。
【請求項１１】
前記第2のプレートもランプを含む、請求項8に記載の粘度計。
【請求項１２】
少なくとも1つの前記プレートに関連する加熱器をさらに含む、請求項1に記載の粘度計。
【請求項１３】
レールを含む第1のプレートと、
対向する第2のプレートと
を備え、
前記第1のプレートおよび前記第2のプレートのうちの一方が、前記レールと前記第2のプレートとの間に所定の間隙を設ける装置または機構を含む、粘度計アセンブリ。
【請求項１４】
前記プレートの一方または両方が、前記プレート同士を解除可能に一体に結合させる少なくとも1つの磁石を含む、請求項13に記載の粘度計アセンブリ。
【請求項１５】
前記第1のプレートが、前記レールの両側に、前記レールから間をあけて配置された隆起ランドを含む、請求項13に記載の粘度計アセンブリ。
【請求項１６】
一つ以上の隆起したランドに関連する磁石、および選択されたランドに関連するキネマティックマウントをさらに含む、請求項15に記載の粘度計アセンブリ。
【請求項１７】
前記ランドが、互いに間をあけて配置され、それによって前記ランド間にチャネルが前記レールを横断して形成される、請求項15に記載の粘度計アセンブリ。
【請求項１８】
前記レールが、ウェルを画定する近位端を有する、請求項13に記載の粘度計アセンブリ。
【請求項１９】
前記ウェルが、前記レールまで上方に傾斜したランプを含む、請求項18に記載の粘度計アセンブリ。
【請求項２０】
前記レールが、前記ランプの両側で分裂指部に分岐する、請求項19に記載の粘度計アセンブリ。
【請求項２１】
前記第2のプレートもランプを含む、請求項19に記載の粘度計アセンブリ。
【請求項２２】
少なくとも1つの前記プレートに関連する加熱器をさらに含む、請求項13に記載の粘度計アセンブリ。
【請求項２３】
レールを含む第1の部材と、
前記レールの上方に所定の間隙だけ間をあけて配置された表面を含む第2の対向する部材と、
一方または両方の部材に関連し、前記第2の部材の前記表面を、前記レールの上方に前記所定の間隙だけ間をあけて配置するためのキネマティックマウントと、
一方または両方の部材に関連し、前記部材同士を解除可能に一体に結合させる1つまたは複数の磁石と
を備える、粘度計。
【請求項２４】
流体の動粘度を、前記所定の間隙と前記流体が前記レールに沿って流れるのにかかる時間との関数として、測定する手段を含む、請求項23に記載の粘度計。
【請求項２５】
前記動粘度を測定する前記手段が、間をあけて配置された電磁エネルギー源と、間をあけて配置された電磁エネルギー検出器の対応する組とを含む、請求項24に記載の粘度計。
【請求項２６】
前記レールが、ウェルを画定する近位端を有する、請求項23に記載の粘度計。
【請求項２７】
加熱器をさらに含む、請求項23に記載の粘度計。
【請求項２８】
レールであって、該レール上の流体を表面張力によって前記レールの縁部間で拘束するように構成されたレールと、
前記レールの両側に、前記レールから間をあけて配置された隆起ランドであって、互いに間をあけて配置され、それによって前記ランド間に、流体が前記レールに沿って流れるのにかかる時間を測定するためのチャネルが前記レールを横断して形成される隆起ランドと
を含む、第1の部材と、
前記レールが傾斜して重力によって前記流体が前記レールに沿って引っ張られたときに表面張力によって前記流体を前記レールに拘束する所定の間隙だけ前記第1の部材の前記レールから間をあけて配置された表面を含む、対向する第2の部材と、
一方または両方の部材に関連する1つまたは複数の磁石と、
一方または両方の部材に関連し、前記間隙を設定する1つまたは複数のマウントとを備える、粘度計。
【請求項２９】
前記間隙と前記流体が前記レールに沿って流れるのにかかる時間との関数として、前記流体の動粘度を測定する手段をさらに含む、請求項28に記載の粘度計。
【請求項３０】
前記手段が、間をあけて配置された電磁エネルギー源と、間をあけて配置された検出器の対応する組とを含む、請求項29に記載の粘度計。
【請求項３１】
前記レールが、ウェルを画定する近位端を有する、請求項28に記載の粘度計。
【請求項３２】
加熱器をさらに含む、請求項28に記載の粘度計。
【請求項３３】
流体の動粘度を測定する方法であって、
レールと前記レールから間をあけて配置された表面との間の間隙を前記流体のサンプルが流れるように拘束し、
前記流体のサンプルが前記レール上の所定の2箇所の位置の間を流れるのにかかる時間を計測し、
前記時間に基づいて、前記流体のサンプルの速度を測定し、
前記速度に基づいて、前記流体のサンプルの前記動粘度を計算する、方法。
【請求項３４】
計算するのに、前記動粘度が前記間隙と前記速度との関数となる方程式を使用する、請求項33に記載の方法。
【請求項３５】
前記流体を加熱する段階をさらに含む、請求項33に記載の方法。
【請求項３６】
流体の動粘度を測定する方法であって、
レールと前記レールの上方の表面との間の間隙を前記流体のサンプルが流れるように拘束し、
前記流体のサンプルが前記レールに沿って流れる速度を測定し、
前記速度に基づいて、前記流体のサンプルの前記動粘度を計算する、方法。
【請求項３７】
前記速度を測定するのに、前記流体のサンプルが前記レール上の所定の2箇所の位置の間を流れるのにかかる時間を測定する、請求項36に記載の方法。
【請求項３８】
前記流体のサンプルの前記動粘度を計算するのに、前記動粘度が前記間隙と前記速度との関数となる方程式を使用する、請求項36に記載の方法。
【請求項３９】
粘度計を製造する方法であって、
レールであって、該レール上の流体を表面張力によって前記レールの縁部間で拘束するように構成されたレールを、１つの表面上に含め、
前記レールが傾斜して重力によって流体が前記レールに沿って引っ張られたときに表面張力によって前記流体を前記レールに拘束する所定の間隙だけ前記レールから間をあけて配置された第2の表面を設け、
前記第2の表面を前記レールの上方に解除可能に結合させる、方法。
【請求項４０】
前記所定の間隙を設けるためにキネマティックマウントを追加する、請求項39に記載の方法。
【請求項４１】
前記第2の表面を前記レールの上方に解除可能に結合させる少なくとも1つの磁石を設ける、請求項39に記載の方法。
【請求項４２】
前記レールの両側に、前記レールから間をあけて配置された隆起ランドを形成する、請求項39に記載の方法。
【請求項４３】
前記レールに隣接してウェルを設ける、請求項39に記載の方法。
【請求項４４】
前記レールを、前記ウェルを画定しているランプの両側で分裂指部に分岐させる、請求項43に記載の方法。
【請求項４５】
前記流体を加熱する加熱器をさらに設ける、請求項39に記載の方法。
【請求項４６】
レールを含む第1のプレートであって、前記レールがウェルを画定する近位端を有する第1のプレートと、
対向する第2のプレートと、
を備え、
前記第1のプレートおよび前記第2のプレートのうちの一方が、前記レールと前記第2のプレートとの間に所定の間隙を設ける装置または機構を含む、粘度計アセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［関連出願］
本出願は、2011年1月18日出願の米国特許出願第12/930,886号の利益および優先権を、米国特許法第119、120、363、365条、および米国特許法施行規則第1.78条に基づき主張するものであり、上記出願をこの参照により本明細書に組み込む。
【０００２】
本発明は、粘度測定、および油などの流体の粘度を測定するのに有用な粘度計に関する。
【背景技術】
【０００３】
既存の粘度計は、いくつかの区分に分類される。フィールド粘度計は、典型的には温度制御を有さず、溶媒、または使い捨て品が必要であり、(多くの用途で求められる所望の動粘度ではなく)絶対粘度しか測定することができず、不正確なことがあり、ユーザ側で重要な機械的行為が必要となることがある。音波フィールド粘度計は、典型的には広範な(非常に高い)剪断速度にわたって動作し、こうした剪断速度は多くの場合、研究所での読取りには対応しない。一方、これらの最初の2つのタイプの粘度計はどちらも、高温および高圧など、極限条件下で動作させることができ、例えば単一の工程が観測される場合の、対象とするシステムに関する値を供給することができる。第3の区分の粘度計は、従来の研究所粘度計であり、毛管粘度計、回転粘度計、ピストン粘度計、および細孔粘度計などの下位区分に分類される。これらの粘度計は全て、コストが高く、かつ/または使用時に広範な注意が必要となり、多くはフィールド使用には適し得ない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許出願公開第2010/0182599号
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
様々な態様において、本発明は、一例では、フィールド使用向けに設計され、清浄にしやすく、高価ではなく、正確で、典型的には溶媒を使用する必要がなく、温度制御を実現し、小型かつ軽量に作成することができる動粘度計を提供する。
【０００６】
本発明の少なくとも一部は、特定の一例では、流体サンプルがレールとそのレールの上方の表面との間の間隙でレール上を重力下で流れるように拘束することによって、このサンプルの動粘度が、間隙とサンプルの速度との関数となり、サンプルの速度は、サンプルがレールに沿って所定の2箇所の位置を通過するのにかかる時間を計測することによって測定することができることを実現することから得られる。
【０００７】
しかし本発明は、他の実施形態では、上記の目的を全て達成する必要があるというわけではなく、本明細書に記載の特許請求の範囲は、上記の目的を達成することが可能な構造体または方法に限定されるべきではない。
【０００８】
本発明は、レールを含む第1のプレートであって、前記レールが、該レール上の流体を表面張力によって前記レールの縁部間で拘束するように構成されている、第1のプレートと、レールが傾斜して重力によって前記流体がレールに沿って引っ張られたときに表面張力によって流体をレールに拘束する所定の間隙だけレールから間をあけて配置された表面を含む対向する第2のプレートとを備える粘度計を特徴とする。所定の間隙と、流体がレールに沿って流れるのにかかる時間との関数として、流体の動粘度を測定する手段があり、この手段は、間をあけて配置された複数の線源であって電磁エネルギーを間隙の中に送る線源と、間をあけて配置された複数の電磁エネルギー検出器の対応する組などである。
【０００９】
好ましくは、第1のプレートおよび第2のプレートの少なくとも一方が、所定の間隙を設けるキネマティックマウントを含み、プレートの一方または両方が、プレート同士を解除可能に一体に結合させる少なくとも1つの磁石を含む。第1のプレートは、典型的にはレールの両側に、レールから間をあけて配置された隆起ランドを含む。典型的には、磁石は、選択されたランドに関連し、キネマティックマウントは、選択されたランドに関連する。これらのランドは、互いに間をあけて配置され、それによってランド間で、流体がレールに沿って流れるのにかかる時間を観測するためのチャネルが、レールを横断して形成されることができる。
【００１０】
レールは、典型的にはウェルを画定する近位端を有する。一バージョンでは、ウェルは、レールまで上方に傾斜したランプを含み、レールは、ランプの両側で分裂指部に分岐している。第2のプレートもランプを含むことができる。少なくとも1つのプレートに関連する加熱器を設けることもできる。
【００１１】
一態様では、本発明による粘度計アセンブリは、レールを含む第1のプレートと、対向する第2のプレートと、レールと第2のプレートとの間で所定の間隙を設ける装置または機構とを特徴とする。キネマティックマウントを使用することができる。
【００１２】
本発明の一例による粘度計は、レールを含む第1の部材と、レールの上方で所定の間隙だけ間をあけて配置された表面を含む対向する第2の部材と、一方または両方の部材に関連し、前記第2の部材の前記表面を、レールの上方にその間隙だけ間をあけて配置するためのキネマティックマウントと、一方または両方の部材に関連し、部材同士を解除可能に一体に結合させる1つまたは複数の磁石とを特徴とする。
【００１３】
一態様では、粘度計は、レールであって、該レール上の流体を表面張力によって前記レールの縁部間で拘束するように構成されたレールと、レールの両側に、レールから間をあけて配置された隆起ランドであって、互いに間をあけて配置され、それによってランド間に、流体がレールに沿って流れるのにかかる時間を測定するためのチャネルが、レールを横断して形成される隆起ランドとを備えた第1の部材を含む。対向する第2の部材は、レールが傾斜して重力によって流体がレールに沿って引っ張られたときに表面張力によって流体をレールに拘束する間隙だけ第1の部材のレールから間をあけて配置された表面を含む。1つまたは複数の磁石が、一方または両方の部材に関連し、間隙を形成する1つまたは複数のマウントが、一方または両方の部材に関連する。
【００１４】
本発明はまた、流体の動粘度を測定する方法を特徴とする。好ましい一方法は、レールとレールから間をあけて配置された表面との間の間隙を流体のサンプルが流れるように拘束し、流体サンプルが、レール上の所定の2箇所の位置の間を流れるのにかかる時間を計測し、その時間に基づいて、流体サンプルの速度を測定し、その速度に基づいて、典型的には動粘度が間隙と速度との関数となる方程式を使用することによって流体サンプルの動粘度を計算する。
【００１５】
流体の動粘度を測定する一つの方法は、レールとレールの上方の表面との間の間隙を流体サンプルが流れるように拘束し、流体サンプルがレールに沿って流れる速度を測定し、その速度に基づいて、流体サンプルの動粘度を計算することを特徴とする。
【００１６】
速度を測定するのに、流体サンプルがレール上の所定の2箇所の位置の間を流れるのにかかる時間を測定することができ、流体サンプルの動粘度を計算するのに、動粘度が間隙と速度との関数となる方程式を使用する。
【００１７】
本発明はまた、粘度計を製造する方法であって、レールであって、該レール上の流体を表面張力によって前記レールの縁部間で拘束するように構成されたレールを含め、レールが傾斜して重力によって流体がレールに沿って引っ張られたときに表面張力によって流体をレールに拘束する所定の間隙だけレールから間をあけて配置された表面を設ける方法を特徴とする。2枚のプレートは、レールを清浄にするために分離することができるように、解除可能に一体に結合される。
【００１８】
この方法はまた、一方および/または両方のプレートにキネマティックマウントを追加し、それによって所定の間隙を設け、且つ、プレート同士を解除可能に一体に結合させる少なくとも1つの磁石を設けることができる。この方法はまた、レールの両側に、レールから間をあけて配置された隆起ランドを形成することができる。
【００１９】
レールに隣接してウェルを設けることができ、レールは、ウェルを画定しているランプの両側で分岐させることができる。少なくとも1つのプレートに関連する加熱器を設けることもできる。
【００２０】
好ましい実施形態の以下の説明、および添付の図面から、他の目的、特徴、および利点が当業者には想到されよう。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明による動粘度計の一例を示す3次元概略図である。
【図２Ａ】本発明の一例に従って、図1の粘度計の2枚のプレートが一体に畳み合わされ、分析ユニット内に挿入される様子を示す概略図である。
【図２Ｂ】本発明の一例に従って、図1の粘度計の2枚のプレートが一体に畳み合わされ、分析ユニット内に挿入される様子を示す概略図である。
【図２Ｃ】本発明の一例に従って、図1の粘度計の2枚のプレートが一体に畳み合わされ、分析ユニット内に挿入される様子を示す概略図である。
【図３】本発明の一例による動粘度計の一例に関連する主要な構成要素を示す極めて概略的な図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下で開示する好ましい実施形態の他に、本発明は他の実施形態が可能であり、様々な形で実施または実行することが可能である。したがって、本発明は、その用途が、以下の説明に記載する、または図面に示す構成の詳細、および構成要素の配置に限定されるものではないことを理解されたい。本明細書に実施形態が1つだけ記載されている場合、本明細書に記載の特許請求の範囲はその実施形態のみに限定されるものではない。さらに、本明細書に記載の特許請求の範囲は、ある除外、限定、または放棄を明示する明確かつ説得力のある証拠がない限り、限定的に読むべきではない。
【００２３】
本発明による独自の動粘度計は、システムの流体力学が、よく制御された1次元によって決まるように、2つの物理的次元を固定する現象を利用したものである。このようにすると、流体の流れを記述するナビエ-ストークス方程式は、流体速度を1次元で測定することに加えて、流体動粘度を明確に規定されたパラメータと関連づける極めて簡単な形式に単純化される。この次元がうまく制御されると、粘度測定が大幅に正確な形となり、必要となる実際の装置に関して、補正係数が小さい値から、補正係数が存在しなくてもよい値の範囲となる。さらに、この装置は、溶媒不要とすることができ、サンプルを載置し、測定が完了すると、そのサンプルを布切れで拭き取るだけでよい。装置の正確性および精密性は、他の市販の粘度計と遜色ないが、コストがかなり低く、消耗品が不要である。最後に、この装置には、動作にマイクロリットルの流体しか必要でない。
【００２４】
本発明の一態様は、温度槽、溶媒、ポンプなどが必要となるものなど、研究所で一般に見られる嵩高いものではない動粘度計の要望に応えることである。さらに、この新規な粘度計は、温度制御が可能であり、フィールドで使用でき、かつ妥当な正確性が得られる。最後に、消耗品が不要であり、布切れで拭き取るだけで清浄にすることができる粘度計によって、フィールドまたは可搬式粘度計を考慮する際に直面する課題の大部分が解消される。
【００２５】
本発明は、2枚のプレートをサブミクロン精度で近接して保持することを可能とするキネマティックマウント概念(kinematic mounting concept)を利用したものである。プレートの一方上に、流体が重力によってチャネルを流れ落ちるように促されると、案内された通りに流れるように溝チャネルパターンを刻む。流体は、プレート頂部の貯蔵部領域に配置され、2枚のプレートを閉じると、流体が貯蔵部からチャネルに流れ込み始める。目視検査によって(または位置センサによって)、流体がチャネルを流れ落ちるのを観察し、記録することができる。流体速度をこのようにして測定すると、動粘度を計算することができる。
【００２６】
流路の両側にガイド側溝があるので、流体は、表面張力によってチャネルの外側でいかなる動きを生じることも防止され、したがってチャネル方向にはいかなる流れも生じない。さらに、第2のプレートを、明確に規定された間隔で、流体を含むプレートの上面に配置すると、流体は、この狭い拘束部による表面張力を受け、流体がチャネルを流れ落ちるように引っ張る重力とともに流体の速度が決まり、したがって粘度を計算することが可能となる。
【００２７】
レーザダイオード、および非常に低コストの検出器を用いることによって、一例では、規定された様々な点で、プレートを通り抜けるレーザを並べ、放射線を受け取る検出器をプレートの反対側に取り付けることによって、流体の位置を観測することができる。これらの点間の距離が分かると、観測から流体の速度を計算し、それを用いて動粘度を測定することができる。
【００２８】
完成した装置を、室温で、または40℃の制御で動作させ、10〜400センチストークの間の良好な正確性および精密性を例証した。
【００２９】
この結果は、初めて知られる拭取り式動粘度計、溶媒不要動粘度計、小型細管粘度計であり、1次元の流体流れを使用して粘度が得られ、粘度推定の誤計算、および必要となる補正係数が大きくなるのが最小限に抑えられる。2つの測定を1つの備品によって実施することができるように、赤外線/光流体セルに最終的に統合することも可能である。典型的には流体流れの前面に見られ、速度計測にエラーをもたらし得る液体「バルブ(bulb)」が回避され、流体が流れてビームが完全に抑制されたときだけ、位置指示が示されるように、明確に規定された広いレーザスポットを使用することができる。単一の装置によって、広範囲にわたるサンプル粘度に対処できるように、複数のレーザ位置センサを使用することができる。分析すべき流体の量が極めて少量(マイクロリットルレベル)であるので、試験下にある液体の迅速な熱安定化が可能である。流体較正チェックを簡易化することができる。
【００３０】
図1に示す特定の一例では、本発明による動粘度計は、プレート床14から隆起し、近位(例えば頂部)端16aから遠位(例えば底部)端16bまで延在する少なくとも1つのレール12が上にある第1のプレート10aを特徴とする。一原型例のレール12は、幅が918μm、高さが0.01〜0.02インチの間、長さが2〜3インチの間であった。レール12の上面は、平坦から16RMS+/-1度であった。したがって、レール12は、その上の流体を表面張力によってレールの縁部18aと18bとの間で拘束するように構成されている。
【００３１】
第2のプレート10bは、20で示すように、レール12の上方に、典型的にはプレート10aにヒンジ結合され、所定の間隙(例えば100〜200μm)を置いてそこから分離された平坦から16RMS+/-1度の平坦面22を含み、したがってレール12(およびプレート10a)が傾斜し(例えば、垂直に配置される)、重力によって流体が近位端16aから遠位端16bへとレールに沿って引っ張られると、表面張力によって流体がレールに拘束される。典型的には、間隙は、レールの幅の1/9よりも遙かに狭い。
【００３２】
この特定の設計では、プレート10bは、間をあけて陥凹させたN極面磁石30a、30b、および、30cを含み、プレート10aは、隆起した平坦ランド44c、46b、および46dにそれぞれ受けられる対応するS極面磁石32a、32b、および32cを含む。ランド44c、46b、および46dは、レール12と同じ高さでよい。磁石30と32とは、プレート10aおよび10bを粘度測定に使用し、その後(ヒンジによって)分離して清浄にすることができるように、プレート10aをプレート10bに解除可能に結合させる。あるいは、品目30a〜30cは磁石でよく、品目32a〜32cは強磁性体でよい。それぞれのプレートにおける磁石および/または強磁性体の相対位置はまた、逆でもよい。
【００３３】
2枚のプレートを一体に結合させたときに、プレート10bの表面22がレール12の上方で特定の間隙(例えば100μm)だけ間をあけて適切に配置されるように、キネマティックマウント36a〜36cが、図示のようにプレート10bに配設され、ディスク38a〜38cとそれぞれ嵌合している。ディスク38a〜38cは、ランド44d、44b、および46cとそれぞれ同一平面上に配設され、また、典型的にはレール12の高さと同じ高さを有する。同じことが、ランド44aおよび46aについても言える。しかし、レール12の上面とプレート10bとの間で所定の間隙を設ける他の手段も、本発明の範囲内に含まれる。参照により本明細書に組み込まれる米国特許出願公開第2010/0182599号も参照されたい。
【００３４】
図示のように、ランド44a〜44dは、互いに間をあけて配置され、これらのランドはまた、レール12の片側で、レール12から間をあけて配置され、一方ランド46a〜46dは、レール12の反対側でレール12から間をあけて配置されている。この構成によって、横方向のチャネル50aおよび50b、52aおよび52b、ならびに54aおよび54bが画定されている。流体サンプルがレール12に沿って移動する速度を測定するために、電磁エネルギー(例えば、レーザ光またはLED光)をこれらのチャネルに送ることができ、これについては以下で論じる。
【００３５】
この特定の実施形態では、レール12はまた、レール上面まで上方に傾斜したランプ62を備えたウェルを画定する近位端60を有する。レール12は、ランプ62の両側で分裂指部64aおよび64bに分岐している。流体サンプルウェルをさらに画定するように、ランプ66を図示のようにプレート10bにも設けることができる。プレート10aおよび10bには、アルミニウムおよびステンレス鋼を含めて様々な材料を使用することができ、典型的には、図示の機構は全て、それぞれのプレートの表面上に機械加工またはその他の形で形成することができる。
【００３６】
図2A〜2Cは、プレート10aと10bとが結合関係に畳み合わされている様子を示し、これらの図では、図1のレール12が垂直に向けられ、プレート10bが、磁石30a〜30c、および32a〜32cを介してプレート10aに解除可能に結合され、プレート10bの表面22が、キネマティックマウント36a〜36bによって、レール12の上面の上方に所定の間隙だけ間をあけて配置されている。プレート10aおよび10bは、図2Cに示すように垂直に配設されると、分析ユニット80内へと下方に押し込まれる。図2Bおよび2Cはまた、プレート10bの背面上に、サンプルを所定の温度、例えば40℃に加熱する加熱要素75を示す。
【００３７】
図3は、プレート10aと10bとが一体に結合され、分析ユニット内に垂直に配設されている様子を示し、この分析ユニットは、典型的には解除可能に一体に結合されたプレート10aおよび10bの片側にあるLED92a、92b、および92cを備えた、90で示す電磁放射線源と、プレート10a、10bの反対側にある対応する検出器要素96a、96b、および96cを備えた検出器アセンブリ94とを含む。
【００３８】
この構成によって、レール12の上面にある流体が、レール12に沿って移動するのにかかる時間を測定することが可能となり、したがってレール12上の流体の速度を計算することが可能となる。
【００３９】
線源92は、レールと、レールから間をあけて配置された表面との間の間隙から光を送る。流体のサンプルが、(図1のプレート10aの傾斜ランプ62、およびプレート10bの傾斜ランプ66によって画定された)ウェル78に配設される。このサンプルは、エンジンクランクケースからの油などでよい。サンプルは、重力下で図1のレール12に沿って流れ始め、レール12自体の設計、およびレール12とプレート10bの表面22との間の間隙によって、レール12の上面に拘束される。図示のように、図3のLED92a、92b、および92cが、チャネル50a、52a、および54aにそれぞれ光を送る。例えば、LED92aからの光は、図1のチャネル50aに送られ、レール12の上面と、プレート10bの表面22との間の間隙を通り抜け、次いでチャネル50bに達し、図3の検出器96aによって検出される。LED92bからの光は、図1のチャネル52aに送られ、レール12の上面と、プレート10bの表面22との間の間隙を通り抜け、次いでチャネル52bを通り抜けて、図3の検出器96bによって検出される。同様に、LED92cからの光は、チャネル54aに送られ、レール12の上面と、プレート10bの表面22との間の間隙を通り抜け、次いでチャネル54bを通り抜けて、検出器96cによって検出される。チャネル50a、52a、および54aと/またはLEDとの間の間隔などは既知であり、したがって検出器96a、96b、および96cを使用することによって、サンプル流体がレール12上の既知の位置を通過するのにかかる時間を計測することができ、これは、図1のレール12上の油が、LED源によって発出された光を阻止または拡散させると、検出器96a、96b、および96cはもはや、LED源92a、92b、および92cからの光をそれぞれ検出したことを示す信号を出力しなくなる(または異なる信号を出力することになる)からである。レーザを含めて、他の電磁放射線源も使用することができる。
【００４０】
図1のレール12と、プレート10bの表面22との間の間隙中を移動する流体の速度を計算するために、マイクロプロセッサまたは制御器100によって、電源102を介して加熱器75を動作させ、また、入/出力セクション102からのコマンドに基づいて発出器90のLEDを励起させ、検出器アレイ94からの出力を読み取る。次いで、マイクロプロセッサまたは制御器100は、好ましくはその速度を用い、以下の式（１）に従って動粘度を割り出す。
【００４１】
【数１】
0005707513.tif 000002
【００４２】
この間隙は、定数K（例えば1/6）および重力加速度のように既知である(例えば100μm)。レールとプレート10bの表面22との間の所定の間隙と、流体がレールに沿って流れるのにかかる時間との関数として、流体の動粘度を測定する他の手段も本発明の範囲内に含まれる。マイクロプロセッサ100は、上記のようにプログラミングすることができ、また、ポータブルコンピュータなどに常駐させることもできる。その後、プレートを分離し、レールを拭き取って清浄にすると、この粘度計は再度使用可能な状態となる。
【００４３】
本発明の特定の特徴がいくつかの図面に示され、他の図面には示されていないが、これは便宜上にすぎず、各特徴を、他の特徴のいずれか、または全てと本発明に従って組み合わせることができる。本明細書では、用語「含む」、「備える」、「有する」、および「備えた」は、広義に、かつ包括的に解釈すべきであり、いかなる物理的な相互接続にも限定されるものではない。さらに、本出願で開示するいかなる実施形態も、唯一の実施可能な実施形態として取るべきではない。
【００４４】
さらに、本特許のための本特許出願の審査中に提示されるいかなる補正も、出願時に願書で提示されたいかなる請求項の要素も放棄するものではなく、その理由は、当業者が、考えられ得るあらゆる均等物を字義通りに含む特許請求の範囲を立案することを妥当に期待することはできず、多くの均等物は、補正時に予見不可能であり、(あるとすれば)権利獲得が放棄されるものの公正な解釈を超えるものであり、補正の根本的理由が、多くの均等物に対してほとんど関係がなく、かつ/または補正された請求項について、出願人が非本質的な代替物を記載することを予期することができない他の多くの理由がある場合があるからである。
【００４５】
他の実施形態も当業者には想到されるものであり、以下の特許請求の範囲内に含まれる。
【符号の説明】
【００４６】
10a  第1のプレート
10b  第2のプレート
12  レール
14  プレート床
16a  近位端
16b  遠位端
18a、18b  レール縁部
20  ヒンジ結合部
22  平坦面
30a、30b、30c  N極面磁石
32a、32b、32c  S極面磁石
36a、36b、36c  キネマティックマウント
38a、38b、38c  ディスク
44a、44b、44c、44d、46a、46b、46c、46d  隆起した平坦ランド
50a、50b、52a、52b、54a、54b  チャネル
60  近位端
62、66  ランプ
64a、64b  分裂指部
75  加熱要素
78  ウェル
80  分析ユニット
90  電磁放射線源
92a、92b、92c  LED
94  検出器アセンブリ
96a、96b、96c  検出器要素
100  マイクロプロセッサまたは制御器
102  電源、入/出力セクション
【図１】
0005707513.tif 000003
【図２Ａ】
0005707513.tif 000004
【図２Ｂ】
0005707513.tif 000005
【図２Ｃ】
0005707513.tif 000006
【図３】
0005707513.tif 000007