JPH0254493B2 - - Google Patents

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JPH0254493B2
JPH0254493B2 JP23166883A JP23166883A JPH0254493B2 JP H0254493 B2 JPH0254493 B2 JP H0254493B2 JP 23166883 A JP23166883 A JP 23166883A JP 23166883 A JP23166883 A JP 23166883A JP H0254493 B2 JPH0254493 B2 JP H0254493B2
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JP
Japan
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light
circuit
receiving element
output side
emitting element
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JP23166883A
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JPS60123752A (ja
Inventor
Yoshinori Tachikawa
Yasuhiro Tomari
Katsuyoshi Ishibashi
Ryusaburo Koreeda
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Yanagawa Seiki Co Ltd
Original Assignee
Yanagawa Seiki Co Ltd
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/255Details, e.g. use of specially adapted sources, lighting or optical systems

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕 本発明は、1μm程度の微粒子をも検知可能な、
工業用油剤などの懸濁油剤の汚染・劣化の総合測
定装置に関するものである。 〔従来の技術〕 近代各産業の工場機械設備において、油圧制御
系などのトラブルが頻繁に起こつており、その機
械に使用される潤滑油や作動油などの油剤の汚染
がその原因の大半を占めている。従つてこれら油
剤の清浄度を維持する必要性が大で、それには先
ず汚染状態を簡易に測定できる測定装置が必要で
ある。 従来、油剤の汚染度を表す方法として、比較的
汚染度の高い汚染物質の重量を表す方法と、比較
的汚染度の低い汚染物質の大きさを数で表す方法
とが用いられているが、いずれも手軽に行えるも
のではなく現場用ではなかつた。簡易計測器は市
販されてはいるものの、ごく大ざつぱな測定であ
り、測定範囲が5〜12級程度の比較的清浄度の良
好な油剤向きのものである。 又、従来の油剤の汚染測定装置は、基本的には
精密光学装置であるために完全な暗室構造を持
ち、且つ各種の試薬を用いるために高価で大型の
測定装置となり、更に測定操作に専門的な知識を
必要とすると共に、極めてその取り扱いが面倒な
ものとなつているなどの欠点を有していた。 そうした各種計測機器の中で、発光素子と受光
素子を設け光の透過度によつて汚染度を測定する
装置においては、発光素子から発光すると同時に
発熱するため、被測定液を一定温度で測定した時
の値と、室温以上の温度で測定したときの値とに
おいて、測定誤差が発生するなどの欠点があつ
た。従来技術の例として、実願昭48―28057号、
実願昭50―33445号、実願昭53―19922号および特
願昭51―108575号公報等に記載の考案・発明があ
る。 又、従来の油剤汚染測定装置の内で最も測定精
度の高いものは、NASA(アメリカ合衆国航空宇
宙局)によつて開発されたハイアツク(HIAC)
およびロイコ(ROYCO)と称されるものであ
る。このNASAは又油剤の清浄度を100ml中に含
まれる微粒子の個数にて決定するNAS−1638等
級を定めている。以下は、その等級を示す表であ
る。
【表】 この表からわかるように、最も精度の高い油剤
測定手段および等級を有するとされている
NASAにおいても、5μm以下の粒子をも検知し
て油剤の清浄度を測定することは出来ていない。 しかし、油剤の汚濁の原因は、5μm以上の粒子
のみでなく、5μm以下の微粒子をも大量に含むこ
とによることが大半である。 上記の表は、約8年間使用した油圧プレス作動
油中に含まれている粒子を、ポア(微細孔)の異
なるメンブレンフイルターで濾過することによつ
て、その径別に重量の割合で示したものである。 この測定結果によると、5μm以下の微粒子が全
粒子の40%を占めていることがわかる。 又、このNASAでは油剤の汚染・劣化の原因
となる物質の定義を下記の如く定めている。
〔発明が解決しようとする課題〕
前記公報に記載された考案・発明は、前述した
如く、測定精度がきわめて低いものである。又、
NASAのハイアツク,ロイコの測定手段におい
ても粒径が5μm以下の粒子を検知することが不可
能であり、よつてガス状物質等によつて汚染され
た油剤を測定することが不可能である。 本発明は、こうした問題に鑑み創案されたもの
で、これまで出来なかつた5μm以下の微粒子等を
も検知することによつて、汚染のみでなく、酸
化、劣化も含め、油剤を総合的に測定する簡易で
現場用の測定装置を提供することを目的とする。 〔課題を解決するための手段〕 そのための手段として、波長が950nmの近赤外
線を発光する発光素子1と、受光素子2を水平方
向に対向させて設け、両素子の中間位置に基準液
および被測定液を注入する容器を保持する保持部
3を有する測定装置において、前記発光素子1の
入力側と定電圧装置12との間に変調回路11a
を挿入し、受光素子2の出力側に増幅器4とフイ
ルタ回路5を直列に接続し、フイルタ回路5の出
力側と指示部9との間にABS回路6および差動
増幅器7を直列に挿入し、指示部9には調整ツマ
ミ8を接続し、また第2の受光素子2′を発光素
子1の出力側に近接して設けその出力側は出力光
量安定回路であるコントロール回路11bに接続
し、前記フイルタ回路5の出力側と定電圧装置1
2の出力側とを接続した回路構成から構成した。 〔作用〕 以下、本発明の作用を図を参照しながら説明す
る。 まず、保持部に、被測定液と同一で新油である
基準液を入れた容器を載置し、発光素子1から発
光する。発光素子1から発せられた光は、保持部
3に保持された容器内の油剤中を透過し受光素子
2によつて受光される。受光された光は、増幅器
4、フイルタ回路5、ABS回路、差動増幅器7
を経て電気出力に変換され支持部9に表示され
る。指示部9に表示された数値を、調整つまみを
操作することによつて例えば100に設定する。 次に、保持部3に新たなセルに納められた被測
定液を載置し、発光素子1から発光する。受光素
子2によつて受光された光は、電気出力に変換さ
れると共に指示部9に表示される。この表示を基
準液の表示と比較することによつて、被測定液の
汚染劣化度を判断するものである。尚、基準液は
被測定液と同一のものを使用しているので、この
測定は極めて正確である。 発光素子1の近傍には、第二の受光素子2′が
設けられており、この受光素子2′によつて発光
素子1から発せられる光の出力が検知され、出力
安定回路であるコントロール回路11bを経るこ
とによつて、常に、発光素子1の発光量を一定な
ものとしている。発光素子1からの発光出力は必
然的に経時変化するが、第二の受光素子2′およ
びコントロール回路11bを設けることによつ
て、こうした経時変化に対応することが出来、き
わめて正確な測定が可能となつている。 又、本発明にあつては、第二の受光素子2′を
発光素子1の近傍に設けた他に、発光素子1の波
長を950nmの近赤外線を発光するものとすると共
に、前記した増幅器4等の各種必要回路を設けて
いるので、従来、最も測定精度の高いとされてい
たNASAでも出来ていなかつた粒径が5μm以下
の微粒子をも容易に検知することが可能であり、
これによつて、これまで測定出来なかつた油剤の
汚染劣化を正確に測定することが出来るものであ
る。 次頁の表は、本発明装置によつて得た実験結果
である。 この実験は、NASAで標準ダストとして各種
実験に使用されているA,C,,Fine T,Dと
呼ばれる粒子と、JIS―11種とJIS―8種と呼ばれ
る粒子との混合物を、それぞれ別々に同一の油剤
中に混入し、その油剤の汚染劣化度を測定したも
のである。A,C,Fine T,D中,0.8〜5μmの
粒径を持つ微粒子がその3.2%を占める。JIS―8
種も同様に、そ の内、約3.2%が0.8〜5μmの粒子である。JIS―11
種は、その内99%が10μm以下の微粒子である。 上記の表からわかるように、0.8〜5μmの粒微
粒子がその3.2%しか占めないA,C,Fine T,
Dを混入した油剤の出力より、99%が10μm以下
の微粒子であるJIS―11種を含んだ油剤の出力が、
大幅に小さい。すなわち、本発明装置は、10〜
1μm程度の微粒子をも確実に検知していることが
わかる。 〔実施例〕 第1図および第2図に、本発明の一実施例を示
す。 発光素子1から発する光は、保持部3内の被測
定液を透過して受光素子2に入り、電流電圧変換
された後、増幅され、出力表示されるものであ
る。受光素子2は、発光素子1と水平方向に対向
するように配設し、発光素子1は950nmの近赤外
にピーク波長を持つものを使用している。被測定
液を入れるガラスセルの大きさは内幅20mm、光路
長20mm、高さ50mmのものでガラス厚は2mmであ
る。前記発光素子1の入力側と定電圧装置12と
の間に変調回路11aを設け、受光素子2の出力
側に変調回路11aと同調して設定されたフイル
タ回路5を接続し、このフイルタ回路5と指示部
9との間に絶対値回路であるABS回路6を挿入
し、さらに前記指示部9にはこの指示地の調整を
することができる調整ツマミ8を設けた回路構成
からなる。 又、発光素子1より発する光の水平方向以外の
光を第2の受光素子2′で受光し、その光を出力
光量安定回路であるコントロール回路11bで回
収し、その回収した光を受光素子1の入力側へフ
イードバツクすることにより常に一定に保たれ、
測定値にばらつきのない測定が可能となる。従つ
て測定値の誤差を少なくすることができるなど大
なる効果を奏する。 尚、変調回路11aは、定電圧電源を変調する
ものである。又、フイルタ回路5は変調回路11
aと同調して設定されており、受光素子2の出力
のうち、変調回路11aで設定された波長周波と
同一波長周波の出力分のみを通過させ、他の出力
分は遮断するように作動する。すなわち、フイル
タ回路5は受光素子1から基準液又は被測定液を
透過して受光素子2に受光されて発生した出力分
のみを取り出し、発光素子1以外の光源から受光
素子2に照射された光による出力分は遮断し、絶
対値回路であるABS回路6はフイルタ回路5を
透して入力される受光素子2からの出力を、その
変位方向にかかわらず、単なる変化幅として出力
する部分であるのでこのABS回路6からの出力
はその全てが正方向の出力電位となる。 尚、このABS回路6中には一般に対数増幅器
が設けられていて、受光素子2からの出力を汚染
度の表示に変換する。この汚染度を指針により表
示する指示部9に設けられた調整ツマミ8は各種
の基準液によつて異なる指示部9のゼロ点を設定
するためのものである。 又、定電圧電源は商用電源に接続されたコンセ
ント13とこの商用電源を定量圧とする定電圧装
置12とから構成されているがこの定電圧電源は
バツテリーを使用しても良い。 受光素子2とフイルタ回路5との間には増幅回
路4、およびABS回路6と指示部9との間には
差動増幅器7がそれぞれ挿入されている。調整ツ
マミ8は、指示部9の操作部と装置が動作状態に
あるか否かをすなわち電源が投入されているか否
かを表示するON,OFF表示ランプ10が設けら
れている。 尚、拡散する光を対向位置とする角度に第2の
受光素子2′を配設して、その受光した光源をさ
らに発光素子1にフイードバツクさせるためにそ
の光源をコントロール回路11bに入力させるこ
とにより、常に安定な状態を保持発光させる利点
を有する。 又、第2図に示された温度補正(点線)の枠内
に第2の受光素子2′を設けて前記コントロール
回路11bを介して入力側にフイードバツクする
ことにより温度に対しても安定化を図ることがで
きる。 次に、本発明の測定装置の操作手順を説明する
と、保持部3で保持された透明容器にサンプリン
グされた汚染した被測定液と、同一の油剤で汚染
していない基準液体とを基準液として透明容器に
サンプリングし保持部3で保持させ、指示部9の
指示調整ツマミ8の操作によりゼロ点に合わせて
おく、この状態の為、透明容器にサンプリングさ
れた被測定液を基準液と代わつて保持部3にセツ
トすれば、この被測定液の汚染度が指示部9に表
示される。すなわち本装置では被測定液の種類が
異なると、この種別に指示部9のゼロ点を調整す
る。このように本装置は発光素子1を変調回路1
1aで設定された一定の波長周波で駆動させ受光
素子2の出力の内、発光素子1の駆動に同調した
出力分のみを取り出すようにしたので例え受光素
子2に外部からの不要な光が照射されて受光素子
2の出力分と不正出力分が含まれることになつた
としてもこの不正出力分は、フイルタ回路5で完
全に除去されることになる。それ故、これらの素
子1,2,2′及び保持部3を従来のように面倒
な暗室構造内に接地する必要が全くなく、構成を
簡単にすることができるので小型でかつ軽量に製
作が可能で、従つて携帯が自由なものとなる。
又、二つの液体を交互に保持部3にセツトするだ
けで操作が極めて簡単であると共に、発光素子1
および受光素子2等を被測定液に浸漬するのでは
なく、ガラスセル中に取り出した被測定液を測定
するものとし、そして、このガラスセルの洗浄が
従来の発光部および受光部の洗浄と比較して極め
て容易であり、かつその交換も可能であるので、
油汚れによる弊害がなくなり、常に正確な測定を
行うことが出来るなどの多くの効果を発揮するも
のである。 〔発明の効果〕 このように、本発明は、発光素子をその波長が
950nmの近赤外線を発光するものとすると共に、
発光素子に近接してフイードバツク用の第二の発
光素子を設け、さらに微量の出力を増幅安定させ
る等して基準液と被測定液との汚染劣化度の差を
明確に表示するものとしているので、これまでの
装置では測定不可能であつた5μm以下の粒子を含
む油剤でも、その汚染劣化度を正確に測定出来る
ものである。これによつて、各種機械の作動油の
交換時期を正確に把握でき、これら各種機械の耐
久性を大幅に向上させることが出来るという、き
わめて優れた効果を発揮するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の回路構成を示すブロツク図、
第2図は各素子を温度補正をする実施例の説明図
である。 1:発光素子、2,2′:受光素子、3:保持
部、4:増幅器、5:フイルタ回路、6:ABS
回路、7:差動増幅器、8:調整ツマミ、9:指
示部、10:表示ランプ、11a:変調回路、1
1b:コントロール回路、12:定電圧装置、1
3:コンセント。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 波長が950nmの近赤外線を発光する発光素子
    1と、受光素子2を水平方向に対向させて設け、
    両素子の中間位置に基準液および被測定液を注入
    する容器を保持する保持部3を有する測定装置に
    おいて、前記発光素子1の入力側と定電圧装置1
    2との間に変調回路11aを挿入し、受光素子2
    の出力側に増幅器4とフイルタ回路5を直列に接
    続し、フイルタ回路5の出力側と指示部9との間
    にABS回路6および差動増幅器7を直列に挿入
    し、指示部9には調整ツマミ8を接続し、また第
    2の受光素子2′を発光素子1の出力側に近接し
    て設けその出力側は出力光量安定回路であるコン
    トロール回路11bに接続し、前記フイルタ回路
    5の出力側と定電圧装置12の出力側とを接続し
    た回路構成から成る油剤の汚染・劣化総合測定装
    置。
JP58231668A 1983-12-08 1983-12-08 油剤の汚染・劣化総合測定装置 Granted JPS60123752A (ja)

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