专利名称：细管式粘度计的制作方法
技术领域：
本发明涉及如下构成的细管式粘度计，S卩，在压差检测用细管内流动例如A重油(MD0)、轻油(MGO)等被測定流体，用压差传感器来检测压差检测用细管的入口端与出口端的压差，由此来测定流体的粘度。
背景技术：
以往，使用如下细管式粘度计，S卩，在粘性流体以恒定流量的层流状态在具有恒定的内径的细管内流动的情况下，由细管内的上游侧与下游侧产生的压カ差和流量的关系，根据哈根-泊肃叶(Hagen-Poiseuille)流的定律,来连续地求出粘度。
S卩，所谓该哈根-泊肃叶流的式子，利用如下性质在某流体以流量(q)的层流状态在内径半径(r)、长度(I)的细管内流动的情况下，细管的入口端与出口端之间的压力差(AP)与流体的粘度(n)成比例，如下述的式I表示。数学式I : — 膨 トSiq如上述式I所示，若已知细管的形状与流量，则通过检测细管的压差检测用细管(AP)，能够测定流体的粘度(n )。图6是表示利用了该哈根-泊肃叶流的式子的以往的细管式粘度计的示意图。如图6所示，以往的细管式粘度计100构成为，利用定流量泵104，经由吸入管102，从存积未图示的被測定流体的罐、配管等，抽出被測定流体。而且，构成为，由定流量泵104抽出的被測定流体经由输送管106，并以层流状态在压差检测用细管108中流动,而从排出管110排出。另ー方面，高压检测管112从压差检测用细管108的入口端108a开始分支，并经由压差传感器114、低压检测管116，与压差检测用细管108的出ロ端108b连接，由此，向压差传感器114传递压力。由此，构成为，利用压差传感器114来检测高压检测管112的压カ与低压检测管116的压カ的压差，使用式I換算该压差，从而计算出粘度。现有技术文献专利文献I :日本专利第3796330号公报然而，近几年，为了防止环境破坏，例如，在陆地汽车、火力发电所等中加强排气限制。该排气限制对于海上的船舶也无例外，已经在一部分的海域开始了限制。S卩，船舶的燃料強制性地在陆地的近海使用与至今使用的A重油(MDO)相比更加低硫黄(LSA)的轻油(MG0)。该轻油(MGO)是在15°C时的粘度为2mPa s以下的非常低粘度的流体。然而，在对粘性流体通过细管内时产生的压カ损失进行检測、并测定粘度的以往的细管式粘度计100中，压差检测用细管108内的被測定流体的流动为层流是重要的条件。在该被测定流体的粘度高的情况下，层流在短距离形成，但是在被测定流体的粘度低的情况下，形成层流为止需要长的距离。另外，为了使细管式粘度计100小型化，如图6所示，若对从定流量泵104至压差检测用细管108为止的被測定流体的输送管106进行弯曲加工，则在例如轻油(MGO)之类被測定流体的粘度低的情况下，在弯曲部分中产生副流(二次流)，由于该副流使測定流体混乱而不产生层流。其結果，压差检测用细管108内的被測定流体的流动不会成为层流，而给予测定大的影响。因此，在例如轻油(MGO)之类被測定流体的粘度低的情况下，若将从定流量泵104至压差检测用细管108为止的被測定流体的输送管106配置为直线状，并且将其距离变长，则在输送管106内，被測定流体的流动成为层流，并也不会产生副流(二次流)。然而，若像这样地将从定流量泵104至压差检测用细管108为止的被測定流体的 输送管106配置为直线状，并且，将其距离变长，则细管式粘度计100大型化，并且，也有很多在构造上无法配置为直线状的情況。因此，专利文献I (专利第3796330号公报)中公开了如下粘度检测计単元，即，通过附设双联的齿轮泵，而在该泵的外周部螺旋状地形成粘度计测用的毛细管，来紧凑地形成装置整体。然而，该专利文献I的粘度检测计単元中，必须配设双联的齿轮泵，从而构造复杂，并且，在例如轻油(MGO)之类被測定流体的粘度低的情况下，有在弯曲部分中产生副流(二次流)、给予测定大的影响的情況。
发明内容
本发明鉴于这样的现状，其目的在于提供如下细管式粘度计，S卩，即使在例如轻油(MGO)之类被測定流体的粘度低的情况下，也能够消除在定流量泵、输送管上产生的被測定流体的流动的混乱，并且使被測定流体以层流状态在压差检测用细管内流动，能够利用压差传感器正确地对压差检测用细管的入口端与出口端之间的压カ差进行检测，从而能可靠地进行粘度測定。另外，本发明的目的在于提供如下细管式粘度计，即，即使输送管内为副流(二次流)、乱流的状态，也能够消除该被測定流体的流动的混乱，井能够复杂地弯曲输送管，从而能够使用更加细的配管，进而也能够安装于复杂的构造体而提高设计的自由度。另外，本发明由于在流动控制室内一度成为平稳的流动，所以能够将直至压差检测用细管内的层流的完成为止的助起动间隔缩短，从而能够提供紧凑的细管式粘度计。本发明是为了达成上述的以往技术中的课题以及目的而发明的，本发明的细管式粘度计构成为，使被測定流体在压差检测用细管内流动，利用压差传感器来检测压差检测用细管的入口端与出口端的压差，由此来測定流体的粘度，该细管式粘度计的特征在干，在上述压差检测用细管的上游侧，设有流动控制室，该流动控制室具有比压差检测用细管的流道截面积大的流道截面积。通过这样构成，具有比压差检测用细管的流道截面积大的流道截面积的流动控制室设置于压差检测用细管的上游侧，所以被測定流体流入该流动控制室，由此流动控制室可以作为缓冲器发挥功能，而在流动控制室内降低流速，并使流体成为平稳的流动。因此，即使在例如轻油(MGO)之类被测定流体的粘度低的情况下，也能够消除在定流量泵、输送管上产生的被測定流体的流动的混乱，使被測定流体以层流状态在压差检测用细管内流动，能够利用压差传感器正确地检测压差检测用细管的入口端与出口端之间的压カ差，从而能够可靠地进行粘度测定。另外，能够提供如下细管式粘度计，即，即使输送管内为副流(二次流)、乱流的状态，也能够消除该被測定流体的流动的混乱，也能够将输送管复杂地弯曲，从而能够使用更加细的配管，进而也能够安装于复杂的构造体而提高设计的自由度。另外，在流动控制室内一度成为平稳的流动，所以能够将直至压差检测用细管内 的层流的完成为止的助起动间隔缩短，从而能够提供紧凑的细管式粘度计。另外，本发明的细管式粘度计的特征在于，在上述流动控制室内，配置有压差检测用细管的至少一部分。这样，由于在流动控制室内，配置有压差检测用细管的至少一部分，所以流动控制室成为环绕有压差检测用细管的状态，从而能够紧凑地构成细管式粘度计。另外，本发明的细管式粘度计的特征在于，将配置有上述压差传感器的支管的高压侧检测管的入口配置于上述流动控制室的下游侧。这样，通过将配置压差传感器的支管的高压侧检测管的入口配置于上述流动控制室的下游侧，在流动控制室的下游侧有平稳的流动，流动的混乱消失，从而能够利用压差传感器来检测正确的高压侧的压力，其结果，能够可靠地进行粘度測定。另外，本发明的细管式粘度计的特征在于，将配置有上述压差传感器的支管的高压侧检测管的入口配置于上述流动控制室的下游侧、且配置于上述压差检测用细管的上游侧端部附近。这样，由于将配置有压差传感器的支管的高压侧检测管的入口配置于上述流动控制室的下游侧、且配置于上述压差检测用细管的上游侧端部附近，所以在流动控制室的下游侧、尤其压差检测用细管的上游侧端部附近，有平稳的流动，流动的混乱消失，从而能够利用压差传感器来检测正确的高压侧的压力，其结果，能够可靠地进行粘度測定。本发明的效果如下。根据本发明，由于具有比压差检测用细管的流道截面积大的流道截面积的流动控制室设置于压差检测用细管的上游侧，所以被測定流体流入该流动控制室，由此流动控制室可以作为缓冲器来发挥功能，而在流动控制室内降低流速，并使流体成为平稳的流动。因此，即使在例如轻油(MGO)之类被测定流体的粘度低的情况下，也能够消除在定流量泵、输送管上产生的被測定流体的流动的混乱，使被測定流体以层流状态在压差检测用细管内流动，能够利用压差传感器来正确地检测压差检测用细管的入口端与出口端之间的压カ差，从而能够可靠地进行粘度測定。
图I是表示本发明的细管式粘度计的示意图。图2是图I的细管式粘度计的A-A线的剖视图。
图3是图I的细管式粘度计的流动控制室的放大图。图4是表示本发明的其他的实施例的细管式粘度计的示意图。图5是本发明的其他的实施例的细管式粘度计的流动控制室的放大图。图6是表示以往的细管式粘度计的示意图。图中10—细管式粘度计，12—吸入管，14一定流量泵，16—输送管，16a—下游端，18—压差检测用细管，18a—口端，18b —出ロ端，20—排出管，22—高压检测管，22a—入ロ端，24—压差传感器，26—定流量泵，28—低压检测管，30—控制室，30a—前端部，30b—后端部,30c一下游端，30d一上游端，30e一上端，30f一下端，100一细管式粘度计，102一吸入管，104—定流量泵，106—输送管，108—压差检测用细管，108a—入ロ端，108b —出ロ端，110— 排出管，112—高压检测管，114 ー压差传感器，116—低压检测管。
具体实施例方式以下，基于附图对本发明的实施方式(实施例)进ー步进行详细说明。实施例I图I是表示本发明的细管式粘度计的示意图，图2是图I的细管式粘度计的A-A线的剖视图，图3是图I的细管式粘度计的流动控制室的放大图。图I中，符号10表示本发明的细管式粘度计整体。如图I所示，细管式粘度计10构成为，利用定流量泵14，经由吸入管12、从未图示的存积例如轻油(MGO)之类粘度低的被测定流体的罐、配管等，抽出被测定流体。而且，构成为，在压差检测用细管18的上游侧设有流动控制室30，由定流量泵14抽出的被測定流体经由输送管16，而流入流动控制室30。S卩，输送管16的下游端16a与流动控制室30的长度方向的后端部30b (图I中，为右侧的流动控制室30的上游侧)连接。另外，在流动控制室30的长度方向的前端部30a(图I中，为左侧的流动控制室30的下游侧)分支有高压检测管22。即，在压差检测用细管18的上游侧端部附近、即压差检测用细管18的入口端18a的附近，配置有高压检测管22的入口端22a。而且，高压检测管22经由压差传感器24、低压检测管28而与压差检测用细管18的出ロ端18b连接，由此，向压差传感器24传递压力。另ー方面，以压差检测用细管18的入口端18a位于流动控制室30的长度方向的前端部30a附近的方式，在流动控制室30内配置压差检测用细管18的至少一部分。而且，构成为，经由输送管16而流入流动控制室30的被測定流体以层流状态在压差检测用细管18中流动，并从排出管20排出。由此，利用压差传感器24来检测高压检测管22的压カ与低压检测管28的压カ的压差，并使用式I換算该压差，从而计算出粘度。该情况下，如图I、图2所示，流动控制室30的流道截面积形成为具有比压差检测用细管18的流道截面积大的流道截面积。通过这样构成，如图I的箭头所示，利用定流量泵14而经由吸入管12被抽出的被测定流体经由输送管16、从输送管16的下游端16a,向流动控制室30的长度方向的后端部30b流入。而且，流入流动控制室30的被測定流体朝向流动控制室30的长度方向的前端部30a的方向流动。此时，由于流动控制室30的流道截面积具有比压差检测用细管18的流道截面积大的流道截面积，所以通过测定流体流入该流动控制室30，流动控制室可以作为缓冲器发挥功能，从而在流动控制室30内降低流速，并使流体成为平稳的流动。因此，即使在例如轻油(MGO)之类被测定流体的粘度低的情况下，也能够消除在定流量泵14、输送管16上产生的被測定流体的流动的混乱，使被測定流体以层流状态在压差检测用细管18内流动，能够利用压差传感器24正确地检测压差检测用细管18的入口端18a与出口端18b之间的压力差，从而能够可靠地进行粘度測定。该情况下，由于在压差检测用细管18的上游侧端部附近、即压差检测用细管18的 入口端18a的附近配置有高压检测管22的入口端22a，所以在流动控制室30的下游侧、尤其在压差检测用细管18的上游侧端部附近，为平稳的流动，流动的混乱消失，从而能够利用压差传感器24来检测准确的高压侧的压力，其結果，能够可靠地进行粘度測定。该情况下，例如，如图3所示，在压差检测用细管18的长度LI为大约150mm、压差检测用细管18的长度LI与流动控制室30的长度L2的比LI:L2为3:2的情况下，如图2所示，压差检测用细管18的流道截面积SI与流动控制室30的流道截面积S2的比S1:S2为1:3(Tl: 50，此时被測定流体以层流状态在压差检测用细管18内流动，从而优选。另外，如图2所示，压差检测用细管18的内径dl、压差检测用细管18的外径d2、流动控制室30的内径d3的关系优选为如下设定。S卩，压差检测用细管18的内径dl通过定流量泵14的排出量来计算，雷诺数Re优选设定为诺数Re < 2300，以使当被測定流体的动粘度为lmm2/s (cSt)时，在压差检测用细管18流动的被測定流体可靠地成为层流。该情况下，为了计算雷诺数，根据下述的雷诺数计算式来计算即可。Re = vd/v其中，V是流速，d是压差检测用细管18的内径，V是被測定流体的动粘度。另外，优选设定为，考虑压差检测细管的外径d2而流动控制室30的内径d3设为约6倍，在流动控制室30内流动的被測定流体的流速设为压差检测用细管18内的流速的约 1/30。由此，lmm2/s的被测定流体在流动控制室30内流动时的雷诺数Re为Re 200，并成为平稳的流动，从而在压差检测用细管18流动的被測定流体可靠地成为层流。例如，优选将压差检测用细管18的内径dl设为约(p1.8mm，将压差检测用细管18的外径d2设为约(p3mm，将流动控制室30的内径d3设为约(plOmm。另外，如图3所示，优选将压差检测用细管18的长度LI设为比直至被測定流体的层流状态完成为止的助起动间隔长的长度。该情况下，通过下述的助起动间隔的计算式，来设定压差检测用细管18的长度LI即可。LI = k Re/d其中，Re是雷诺数，d是压差检测用细管18的内径，系数k是0. 06、. 065。
另外，流动控制室30的长度L2不需要是在流动控制室30内完成层流的长度，只需要是使在定流量泵26与输送管16上产生的副流(二次流)、乱流的状态消失的距离的长度。此外,通过将输送管16的下游端16a与流动控制室30的长度方向的后端部30b(图I中为右侧的流动控制室30的上游侧)连接，能够将在流动控制室30内流动的被測定流体平稳地流动的距离变长。另外，流动控制室30的被測定流体的更换也变快。根据实验，如图2所示，可知，在使压差检测用细管18的内径dl为约cpl_8mm、使压差检测用细管18的外径d2为约cp3mm、使流动控制室30的内径d3为约(plOmm的情况下，流动控制室30的长度L2设为压差检测用细管18的长度LI的1/2左右足够，但为了充裕而优选设为压差检测用细管18的长度LI的2/3。S卩，压差检测用细管18的长度LI与流动控制室30的长度L2的比L1:L2优选为·3:2。并且，流动控制室30的下游端30c(图I中，为左侧的流动控制室30的下游端30c)与压差检测用细管18的入口端18a之间的间隙L3优选设定为与压差检测用细管18的外径d2相同程度的大小，以使被測定流体的流速基本不变化。此外，流动控制室30的下游端30c和压差检测用细管18的入口端18a之间的间隙L3与流动控制室30的长度L2的比L3: L2优选为1:25。例如，优选将压差检测用细管18的长度LI设为约150mm，将流动控制室30的长度L2设为约100mm，将流动控制室30的下游端30c与压差检测用细管18的入口端18a之间的间隙L3设为约4mm。并且，如图3所示，对于输送管16的下游端16a的与流动控制室30连接的位置而言，从流动控制室30的上游端30d开始的距离L4优选设定为流动控制室30的长度L2的1/10以内。此外，该实施例中，对流动控制室30的截面形状为圆形的情况进行了说明，但流动控制室30的流道截面积具有比压差检测用细管18的流道截面积大的流道截面积即可，例如，可以为椭圆形、三角形、矩形、多边形状等，没有特别限定，根据上述说明的基准，适当地设定即可。实施例2图4是表示本发明的其他的实施例的细管式粘度计的示意图。该实施例的细管式粘度计10与图广图3所示的细管式粘度计10基本上为相同的构成，对于相同的构成部件附注相同的參照编号，而省略其详细的说明。上述的实施例I的细管式粘度计10中，在流动控制室30内配置压差检测用细管18的至少一部分，但在该实施例的细管式粘度计10中，也可以如图4所示那样，压差检测用细管18不位于流动控制室30内。即，该实施例的细管式粘度计10中，如图4所示，输送管16的下游端16a与流动控制室30的长度方向的前端部30a (图I中，为左侧的流动控制室30的上游侧)连接。另外，压差检测用细管18的入口端18a与流动控制室30的下游端30c (图4中，为右侧的流动控制室30的下游端30c)连接。并且，在流动控制室30的长度方向的后端部30b(图4中，为右侧的流动控制室30的下游侧)，即在压差检测用细管18的入口端18a的附近，配置有高压检测管22的入口端22a。该实施例的细管式粘度计10中，也能够使在定流量泵26与输送管16上产生的被測定流体的流动的混乱成为平稳的流动。但是，压差检测用细管18需要为恒定的长度，从而无法使流动控制室30的长度L2变长。因此，例如，在图4的纸面使流动控制室30的纵深方向的长度变长，或者在流动控制室30为圆筒形状的情况下，使流动控制室30的内径d3变大，由此能够缩短流动控制室30的长度L2，但对此未图示。实施例3
图5是本发明的其他的实施例的细管式粘度计的流动控制室的放大图。该实施例的细管式粘度计10与图4所示的细管式粘度计10基本上为相同的构成，对于相同的构成部件附注相同的參照编号，而省略其详细的说明。上述的实施例2的细管式粘度计10中，若直线状(水平方向)配置输送管16与压差检测用细管18，则需要考虑由输送管16的流入ロ(输送管16的下游端16a)的流动的混乱对压差检测用细管18的影响。这样，上述的实施例2的细管式粘度计10中，流动控制室30形成为长度方向为水平方向，但在该实施例中，流动控制室30如图5所示那样，在上下方向上配置。S卩，输送管16的下游端16a配置于流动控制室30的上端30e附近，并且，压差检测用细管18的入口端18a配置于流动控制室30的下端30f附近。通过这样构成，输送管16与压差检测用细管18的设置位置错开，并且，合成用于使在流动控制室30内流动的被測定流体的流动平稳的距离。以上，对本发明的优选的实施的方式进行了说明，但本发明不限定于此，例如，上述实施例中，用于例如轻油(MGO)之类粘度低的被测定流体，但也可以在对例如A重油(MDO)、C重油(MFO)之类粘度高的流体、并且油以外的其他的流体的粘度进行测定的情况下使用等，在不脱离本发明的目的的范围内能够有各种的变更。产业上的可利用性能够用于如下构成的细管式粘度计，即，通过使例如A重油(MD0)、轻油(MGO)等被測定流体在压差检测用细管内流动，而利用压差传感器来检测压差检测用细管的入口端与出口端的压差，来测定流体的粘度。
权利要求
1.一种细管式粘度计，其构成为，使被测定流体在压差检测用细管内流动，利用压差传感器来检测压差检测用细管的入口端与出口端的压差，由此来测定流体的粘度，该细管式粘度计的特征在于， 在所述压差检测用细管的上游侧设有流动控制室，该流动控制室具有比压差检测用细管的流道截面积大的流道截面积。
2.根据权利要求I所述的细管式粘度计，其特征在于， 在所述流动控制室内，配置有压差检测用细管的至少一部分。
3.根据权利要求I或2所述的细管式粘度计，其特征在于， 将配置有所述压差传感器的支管的高压侧检测管的入口配置于所述流动控制室的下游侧。
4.根据权利要求3所述的细管式粘度计，其特征在于， 将配置有所述压差传感器的支管的高压侧检测管的入口配置于所述流动控制室的下游侧、且配置于所述压差检测用细管的上游侧端部附近。
全文摘要
本发明提供细管式粘度计，能够消除在定流量泵、输送管上产生的被测定流体的流动的混乱，使被测定流体以层流状态在压差检测用细管内流动，而能够利用压差传感器来正确地检测压差检测用细管的入口端与出口端之间的压力差，从而能够可靠地进行粘度测定。在压差检测用细管的上游侧，设有具有比压差检测用细管的流道截面积大的流道截面积的流动控制室。
文档编号G01N11/00GK102954926SQ20121030427
公开日2013年3月6日 申请日期2012年8月24日 优先权日2011年8月24日
发明者松崎政则, 田岛一繁 申请人:株式会社鹭宫制作所