研究課題
基盤研究(C)
一般に市販されている粘度計は多量の供試液体を必要であったり、高粘度の測定や取り扱いが大変面倒であったりする。この問題を解決するために、我々は三角形状に加工した圧電バイモルフ振動子を用い、それを2個のユニモルフと考え、その一方を駆動側、他方を検出側として使用し、そのバイモルフにかかる粘性の負荷を両ユニモルフ間の電気的な位相差として検出する新しい独創的な粘度計の開発を行った。この際、バイモルフを三角形とした理由は一般の矩形状では粘度に対する位相差が出ないためであり、この三角形については誰もが普通には思いつかない発想である。また、バイモルフの駆動周波数として、共振周波数を使うのが一般的な考え方であるが、本研究では位相特性の安定している非共振帯の周波数を使うことが一つの特徴であり、これも独創的なことである。これまでの研究において、低粘度について200〜500Hzの周波数で測定ができることを確認しているので、今回は、特に高粘度の測定に挑戦するために、バイモルフの1次共振周波数より低い100Hz以下の非共振周波数帯を使用する。この研究においては、使用するバイモルフ長によっては位相に垂下特性が現れてしまうこともあった。この原因解明には予想以上の時間を要したが、科研費受領期間内に漸く解決できた。この解明は大変大きな成果であって、実用化への道が開けてきた。このように、位相差を使っているので低い周波数で測定が行えるものであり、この低い周波数の使用は他に見られない特徴でもある。この粘度計を開発することによって、市販品に比べて少量の供試液体で済み、大変面倒な高粘度までの測定が簡単にリアルタイムでできるので、物性値の基礎研究、一般の工業や食品などの製造管理にも便利に利用できる。
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