(57)【要約】【課題】メンテナンスの容易な粘度測定装置を実現する。【解決手段】管路を流れる流体の粘度を連続的に測定する粘度測定装置において、  前記管路に接続され、前記流体の流速分布を測定する流速分布測定手段と、  前記管路に接続され、前記流体の質量流量を測定する質量流量測定手段と、  前記流量分布から算出される前記流体のレイノルズ数と、前記質量流量の測定値に基づき、前記流体の粘度を算出する粘度演算手段と、を備える。【選択図】図１
2013167453.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
管路を流れる流体の粘度を連続的に測定する粘度測定装置において、
前記管路に接続され、前記流体の流速分布を測定する流速分布測定手段と、
前記管路に接続され、前記流体の質量流量を測定する質量流量測定手段と、
前記流量分布から算出される前記流体のレイノルズ数と、前記質量流量の測定値に基づき、前記流体の粘度を算出する粘度演算手段と、
を備えることを特徴とする粘度測定装置。
【請求項２】
前記流速分布測定手段は、反射相関法を用いた超音波流量計であることを特徴とする請求項１に記載の粘度測定装置。
【請求項３】
前記流速分布測定手段は、パルスドップラー法を用いた超音波流量計であることを特徴とする請求項１に記載の粘度測定装置。
【請求項４】
前記質量流量測定手段は、コリオリ式質量流量計であることを特徴とする請求項１に記載の粘度測定装置。
【請求項５】
前記流速分布測定手段は前記管路の上流側に接続され、前記質量流量測定手段は前記管路の下流側に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の粘度測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、管路を流れる流体の粘度を連続的に測定する粘度測定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
管路を流れる樹脂、油脂、溶液、塗料、食料品等のプロセス流体の粘度をオンラインで連続的に測定する粘度測定装置として、細管式粘度計が実用化されている。図４は、従来の粘度測定装置の構成例を示す機能ブロック図である。
【０００３】
流体Ｌが矢印方向に流れる管路１０に差圧計２０が接続され、導圧管２１を介して導かれる上流側圧力と、導圧管２２を介して導かれる下流側圧力との圧力損失を測定し、その値ΔＰに基づいて粘度演算手段３０により粘度μが演算される。演算のアルゴリズムは、例えばハーゲンポアズイユ（Hagen-Poiseuille）の式等が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１５１４５２
【特許文献２】特開平７−１８１０６９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来装置では、流体Ｌの流れに影響を与えないように導圧管２１，２２の太さを細くすると、粘度の高い流体Ｌが導圧管２１，」２２内で詰まってしまう場合があり、導圧管の詰まりを監視して対応するというメンテナンスが必要となり、管理が煩雑になる。
【０００６】
本発明の目的は、メンテナンスの容易な粘度測定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このような課題を達成するために、本発明は次の通りの構成になっている。
（１）管路を流れる流体の粘度を連続的に測定する粘度測定装置において、
前記管路に接続され、前記流体の流速分布を測定する流速分布測定手段と、
前記管路に接続され、前記流体の質量流量を測定する質量流量測定手段と、
前記流量分布から算出される前記流体のレイノルズ数と、前記質量流量の測定値に基づき、前記流体の粘度を算出する粘度演算手段と、
を備えることを特徴とする粘度測定装置。
【０００８】
（２）前記流速分布測定手段は、反射相関法を用いた超音波流量計であることを特徴とする（１）に記載の粘度測定装置。
【０００９】
（３）前記流速分布測定手段は、パルスドップラー法を用いた超音波流量計であることを特徴とする（１）に記載の粘度測定装置。
【００１０】
（４）前記質量流量測定手段は、コリオリ式質量流量計であることを特徴とする（１）に記載の粘度測定装置。
【００１１】
（５）前記流速分布測定手段は前記管路の上流側に接続され、前記質量流量測定手段は前記管路の下流側に接続されていることを特徴とする（１）に記載の粘度測定装置。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、流速分布測定手段である超音波流量計及び質量流量測定手段であるコリオリ式質量流量計は、通常管路に対し圧力損失が無く突起等も無いため、高粘度の流体であっても詰まりの発生無しに流体の粘度を安定して測定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明を適用した粘度測定装置の一実施例を示すハードウェア構成図である。
【図２】本発明を適用した粘度測定装置の動作を説明する機能ブロック図である。
【図３】流速分布の測定例を示す特性図である。
【図４】従来の粘度測定装置の構成例を示す機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を図面により詳細に説明する。図１は、本発明を適用した粘度測定装置の一実施例を示すハードウェア構成図である。図４で説明した従来構成と同一要素には同一符号を付して説明を省略する。
【００１５】
管路１０の上流側には、流速分布測定手段１００が接続されている。この流速分布測定手段１００としては、反射相関法を用いて流速分布が測定できる周知の超音波流量計を利用することができる。反射相関法に関しては、特許文献１に技術開示がある。
【００１６】
管路１０の下流側には、質量流量測定手段２００が接続されている。この質量流量測定手段２００としては、周知のコリオリ式質量流量計を利用することができる。コリオリ式質量流量計に関しては、特許文献２に技術開示がある。
【００１７】
粘度演算手段３００は、流速分布測定手段１００で演算されて出力される流体のレイノルズ数Ｒｅ及び質量流量測定手段２００から出力される流体の質量流量ρＶＤを取得し、粘度μを演算して外部出力する。
【００１８】
図２は、本発明を適用した粘度測定装置の動作を説明する機能ブロック図である。反射相関法を用いた超音波流量計で実現される流速分布測定手段１００は、流速分布測定回路１０１により流速分布Ｖ（ａ）を算出する。レイノルズ数演算回路１０２は、この流速分布Ｖ（ａ）よりレイノズル数Ｒｅを算出して粘度演算手段３００に渡す。
【００１９】
図３は、流速分布の測定例を示す特性図である。管路１０の中心軸の座標を０、内直径をＤとした場合の流速分布は、充分発達した乱流に対し、図３に示すような流速分布特性Ｖ（ａ）が得られる。
【００２０】
この流速分布Ｖ（ａ）は、式（１）に示すレイノルズ数Ｒｅの関数であり、レイノルズ数演算回路１０２により、誤差が最小となるように測定した流体の流速分布からレイノズル数Ｒｅを求めることができる。
【００２１】
【数１】
2013167453.tif 000003
【００２２】
ここで、V(a)：流速分布
a：管路内の位置（中心軸を０とする）
Re：レイノルズ数
V0：中心の流速
である。
【００２３】
図２に戻り、コリオリ式質量流量計で実現される質量流量測定手段２００は、質量重量演算回路２０１で流体の質量流量ρＶＤを演算して粘度演算手段３００に渡す。粘度演算手段３００は、入力されるレイノルズ数Ｒｅと質量流量ρＶＤに基づいて粘度μを演算して外部機器である表示手段４００に出力する。
【００２４】
レイノルズ数Ｒｅと質量流量ρＶＤと粘度μの関係は、周知の式（２）で定義される。
Re＝  ρVD/μ                     式（２）
従って、粘度演算手段３００は、式（２）に基づいて粘度μを演算することができる。
【００２５】
実施例では、流速分布測定手段１００として、反射相関法による超音波流量計を例示したが、パルスドップラー方式を用いた超音波流量計により流速分布を求める手法も可能である。
【符号の説明】
【００２６】
１０  管路
１００  流速分布測定手段
１０１  流速分布測定回路
１０２  レイノルズ数演算回路
２００  質量流量測定手段
２０１  質量流量演算回路
３００  粘度演算手段
４００  表示手段
【図１】
2013167453.tif 000004
【図２】
2013167453.tif 000005
【図３】
2013167453.tif 000006
【図４】
2013167453.tif 000007