CN103954656A - 润滑油的劣化度测定装置、以及机械、装置的润滑油监视系统 - Google Patents

润滑油的劣化度测定装置、以及机械、装置的润滑油监视系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种润滑油的劣化度测定装置、以及机械、装置的润滑油监视系统。测定装置包括:(A)酸度测定部,该酸度测定部具有氢离子感应型的ISFET,和在该氢离子感应型的ISFET的漏极和源极之间施加一定的电压以测定在该漏极和源极之间流过的电流的电路,或者在所述漏极和源极之间流过一定的电流以测定该漏极和源极之间的电压的电路;(B)电容测定部,该电容测定部具有一对电极、在该一对电极之间施加频率控制在100Hz以下的范围的交流电压的交流电源、以及测定两个以上不同频率下的所述一对电极间的电容的电容测定电路,根据所述酸度和基于所述电容的值计算出的电容相对于频率的变化比例来判断所述润滑油的劣化状态,由此可以简单且准确地测定润滑油的劣化的程度,并且预测其劣化机制。

Description

润滑油的劣化度测定装置、以及机械、装置的润滑油监视系统
本申请为下述申请的分案申请,
原申请的申请日(国际申请日):2010年11月22日,
原申请的申请号:201080052096.6(国际申请号PCT/JP2010/070841),
原申请的发明名称:润滑油的劣化度测定方法及其测定装置、以及机械、装置的润滑油监视系统。
技术领域
本发明涉及一种在对润滑油的劣化程度进行测定的同时可以预测劣化机制的润滑油的劣化度测定装置、以及机械、装置的润滑油监视系统。
背景技术
润滑油的劣化度对使用该润滑油的机械、装置等的性能、耐久性以及节能性能等都有很大的影响。另外,润滑油的劣化速度根据润滑油的使用条件而有显著的不同。因此,需要简单且准确地测量润滑油的劣化状态。
以往,对发动机油等的润滑油的劣化度的测定采用由如下方法:通过对润滑油的使用时间确定标准,或者测定润滑油的性状(例如动粘度、不溶物质、酸值、碱值等)并根据该测定结果进行判断。然而,这些方法不能够简单且准确地测量润滑油的劣化度。
针对上述问题,在例如专利文献1中公开了在机油盘中安装电阻传感器,通过发动机油的电阻的变化来测定润滑油的寿命的方法。另外,公开有很多在机油盘中设置pH传感器,根据伴随着油的酸度、碱度的变化的pH值的变化来测定润滑油的寿命的方法。
这些方法可以经常确认润滑油的电阻的变化或pH的变化,可以在电阻或pH的变化率达到规定的值或状况的时刻判断为到达使用年限,从这一点来考虑是一种简单的方法。
但是,所述电阻会因混入随着润滑油的劣化而产生的非极性物质炭屑(碳)而发生变动,因此存在不能准确地测定润滑油的劣化度的情况。而且,即使所述pH值表示了劣化的程度,但是其并不能判断润滑油发生劣化的劣化原因(劣化机制)。因此,在对润滑油的劣化进行管理这一方面存在问题。
近年来,通过测定润滑油的阻抗来测定润滑油的劣化度,并查明炭屑混入产生的影响,这些研究一直在推进中。
例如,在非专利文献1中,在频率为20Hz~600kHz这样广泛区域测定润滑油的阻抗,并按照电阻(电阻成分)和电抗(电容成分)分开讨论汽油或柴油中混入炭屑导致的阻抗的变化。但是,其研究结果并没有明确阐明汽油或柴油中炭屑的浓度与阻抗的关系。
又,在专利文献2中公开了,测定油的复数阻抗,将其倒数的实部作为电阻成分求出导电率,将复数阻抗的倒数的虚部作为电容成分求出电容率,根据该导电率和电容率检验出油的劣化的装置。
然而,上述专利文献2所述的方法难以根据电容率的测定值准确地测定劣化度,并且难以分析润滑油劣化机制(劣化原因)。
另外,非专利文献1或专利文献2所公开的测定阻抗的装置,其测定电路复杂,使装置即为昂贵。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利特开平10-78402号公报
专利文献2:日本专利特开2009-2693号公报
非专利文献
非专利文献1:传感器和作动器,B127(2007),613-818
发明内容
发明要解决的技术问题
在上述的状况下,本发明的目的在于提供一种在能够简单且准确地测定润滑油的劣化程度的同时,能够预测该劣化机制的润滑油的劣化度测定方法及其测定装置,以及使用该润滑油的劣化度测定装置的机械、装置的润滑油监视系统。
解决问题的方法
本发明的发明人为了达成所述目的多次进行锐意研究,发现润滑油的酸度对应于由润滑油的劣化而产生的极性物质的量发生变化,并且两个以上不同频率下润滑油的电容率或者电容的变化的比例提供与润滑油的劣化机制(劣化原因)相关的信息。本发明是基于该发现而完成的发明。
即,本发明提供如下方案。
[1]一种润滑油的劣化度测定装置,包括:(A)酸度测定部,该酸度测定部具有氢离子感应型的ISFET,和在该氢离子感应型的ISFET的漏极和源极之间施加一定的电压以测定在该漏极和源极之间流过的电流的电路,或者在所述漏极和源极之间流过一定的电流以测定该漏极和源极之间的电压的电路;(B)电容测定部,该电容测定部具有一对电极、在该一对电极之间施加频率控制在100Hz以下的范围的交流电压的交流电源、以及测定两个以上不同频率下的所述一对电极间的电容的电容测定电路,根据所述酸度和基于所述电容的值计算出的电容相对于频率的变化比例来判断所述润滑油的劣化状态。
[2]一种润滑油的劣化度测定装置,包括:(A)酸度测定部,该酸度测定部具有氢离子感应型的ISFET,和在该氢离子感应型的ISFET的漏极和源极之间施加一定的电压以测定在该漏极和源极之间流过的电流的电路,或者在所述漏极和源极之间流过一定的电流以测定该漏极和源极之间的电压的电路;(B)电容测定部,该电容测定部具有一对电极、在该一对电极之间施加频率控制在100Hz以下的范围的交流电压的交流电源、测定流过该交流电源的电流的电流计、测定该交流电源的电压的电压计、根据该电流计测定出的电流、该电压计测定出的电压以及该电流和该电压的相位差计算该润滑油的复数阻抗的复数阻抗计算电路、以及测定两个以上不同频率下的所述一对电极间的电容的电容测定电路,根据所述酸度和基于所述电容的值计算出的电容相对于频率的变化比例来判断所述润滑油的劣化状态。
[3]如方案[1]或[2]所述的润滑油的劣化度测定装置,还包括(C)电容率计算部,该电容率计算部具有基于所述电容测定部所得到的电容测定值计算两个以上不同频率下的电容率的电容率计算电路,根据所述酸度和基于所述电容率计算出的电容率相对于频率的变化比例来判断所述润滑油的劣化状态。
[4]如方案[1]~[3]中任意一项所述的润滑油的劣化度测定装置,所述交流电源能够控制在10Hz以下的范围。
[5]如方案[1]~[4]中任意一项所述的润滑油的劣化度测定装置,所述一对电极是梳型电极。
[6]一种机械、装置的润滑油监视系统,采用方案[1]~[5]中任意一项所述的润滑油的劣化度测定装置。
发明的效果
本发明能够提供一种在能够简单且准确地测定润滑油的劣化程度的同时,能够预测该劣化机制的润滑油的劣化度测定方法及润滑油的劣化度测定装置,以及使用该润滑油的劣化度测定装置的机械、装置的润滑油监视系统。
附图说明
图1是表示在本发明的润滑油的劣化度测定方法中使用的氢离子感应型的ISFET的一例的示意图。
图2是表示在本发明的润滑油的劣化度测定方法中使用的氢离子感应型的ISFET的另一例的示意图。
图3是表示本发明的润滑油的劣化度测定装置(电容测定部以及电容率计算部)的一例的概念图。
图4是表示本发明的润滑油的劣化度测定装置(电容测定部以及电容率计算部)的另一例的概念图。
图5是表示实施例所使用的润滑油的电容成分(电容)和频率的关系的图(图表)。
图6是表示比较例所使用的润滑油的电阻成分与频率的关系的图(图表)。
具体实施方式
本发明的润滑油的劣化度测定方法以及润滑油的劣化度测定装置中,对润滑油(a)使用氢离子感应型的ISFET(有时也下面称为“pH-ISFET”)测定酸度,并(b)测定两个以上不同频率下的电容率或者电容,根据所述酸度和所述多个电容率或者电容的值判断润滑油的劣化状态。
本发明的劣化状态的判断是指在测定劣化程度的同时,预测劣化机制(劣化原因)。可以通过两者准确地预测所使用的润滑油的寿命,进行适当的润滑管理。
又,本发明的“酸度”是指表示以使用pH-ISFET测量的新油和劣化油(达到使用寿命的润滑油)的电压值或者电流值的差(变化量)为基准,样本润滑油的电压值或者电流值的变化的比例的指数。
(a)使用pH-ISFET的酸度的测定方法及其测定装置
本发明的润滑油的劣化度测定中使用氢离子感应型的ISFET(Ion Sensitive FieldEffect Transistor)。
PH-ISFET是在P型基板上制作两处N型半导体的岛(源极和漏极)、并设置有由绝缘覆膜构成的栅极的通常使用的类型,作为栅极材料,可以列举出例如氧化钽(Ta2O5)、氮化硅(Si3N4)等。
图1是表示在本发明的润滑油的劣化度测定方法中使用的pH-ISFET的一例的示意图。图2是表示在本发明的劣化度测定方法中使用的pH-ISFET的另一例的示意图。下面,基于图1、图2对使用pH-ISFET的润滑油的酸度的测定方法及其测定装置进行说明。
图1和图2中,P型半导体1的两端形成两个N型半导体的岛、漏极2和源极3,并从连接各岛的漏电极2’和源电极3’引出配线。形成有漏极2和源极3的P型半导体1的一侧表面上形成有栅极4,该栅极4的表面和润滑油5接触。
润滑油5的氢离子停留在栅极4时,P型半导体1的主要载流子即自由空穴受到排斥远离栅极4,相反的,作为少数派存在于P型半导体中的电子向栅极4靠近,从而形成N沟道。这样,漏极2和源极3之间有电流流过。
又,在图2的实例中,在栅极4的润滑油5一侧设置有氢离子透过膜6,但其原理上用于测定ISFET的栅极电位,在本发明中不是必要的。
润滑油5的氢离子越多,所述N沟道越厚,则漏极2和源极3之间流过的电流越多。从而,当漏极2和源极3之间施加的电压(Vds)一定时,润滑油5的氢离子越多,漏极2和源极3之间流过的电流(Ids)越大,又,当漏极2和源极3之间流过的电流(Ids)一定时,润滑油5的氢离子越多,漏极2和源极3之间的电压(Vds)越小。
这样就可通过测定在所述漏极2和源极3之间施加了一定电压时的电流值,或流过一定电流时的电压值来判定润滑油的氢离子浓度,换言之,能判定劣化程度,通过长期测定这些电流值或电压值,可掌握劣化的进行状况。
pH-ISFET和一般的情况相同,如图2的实例所示,可以设置比较电极7来进行使用,也可不设置比较电极7,这样电路简单,也不需要管理比较电极,是比较理想的。
又,虽然图未示,实际上润滑油劣化度评价装置中的酸度测定部浸渍在润滑油中,使栅极4(图2的实例中为氢离子透过膜6)和润滑油5接触,来使用该润滑油劣化度评价装置,因此采取能够进行该动作的结构。又,漏极2和源极3之间,结合有用来测定由恒压装置施加一定的电压时的电流值的测定电路,或者用来测定由恒流装置使得一定电流流过时的电压值的测定电路。
使用所述pH-ISFET测定酸度时,在漏极2和源极3之间施加一定的电压,或是流过一定电流,刚开始测定时,测定值不稳定,具有在施加了一定的电压的情况下电流值Ids逐渐增大,而在流过一定的电流时电压值Vds逐渐减小这样的倾向,但无论是哪种情况,都逐渐变为一定值。因此,测定时间最好在5秒以上,更好的是在10秒以上。
又,在仅一次的测定中,仅最初的输出被测定,测定值有不稳定的倾向,因此最好设定施加与第一次不同的电压的时间或流经与第一次不同的电流的测定时间,进行多次测定,使测定值收敛的条件最好是所述不同的电压或者电流的测定时间在10秒以内,测定次数在5次以上。
根据如此测定的电压值或者电流值求出酸度的方法最好是如下的方法。
在测定值是电压值的情况下,预先通过预备实验,测定出新油的电压值(v0)和劣化油(到达使用年限的油)的电压值(vE),按照下述式(I)根据样本润滑油的电压值(vX)计算酸度(酸度指数)。
酸度指数
=[〔(v0)-(vX)〕/〔(v0)-(vE)〕]×10···(I)
这里,以新油的氧化度为0、劣化油的氧化度为10,以指数表示样本润滑油的酸度,但也可以以劣化油的氧化度为100进行计算。即,本发明的“设定值”在上述的情况下为10或者100。
另外,从润滑管理的观点来看,上述劣化油是被判断为达到使用年限应该更换程度的劣化油,可以适当地选定设定。另外,测定值为电流值的情况下,也可以同样按照上述测定值为电压值时的方法计算。
(b)两个以上不同频率下的电容率和电容的测定方法及其测定装置
本发明对两个以上不同频率下的电容率或者电容进行测定,根据该电容率或电容的值判断润滑油的劣化状态。因此,需要求出两个以上不同频率下的电容率或者电容。
又,上述的“两个以上”包括“两个”的情况和“三个以上”的情况,其测定数的上限没有特别地限制。即,对频率H1、H2···Hn下的电容C1、C2···Cn进行测定,并基于此求出电容率ε1、ε2···εn
若可以这样测定两个以上不同频率下的润滑油的电容率或者电容的话,则可以测定电容率的变化或者电容的变化相对于频率的变化的比例,即可以如后述那样了解润滑油的劣化状态。又,若有三个以上不同的频率,则可以更加广泛、可靠地掌握电容率的变化或者电容的变化相对于频率的变化。
所述两个以上不同的频率中的至少一个频率(通常为最低的频率)(H1)最好在100Hz以下。其频率(H1)低于100Hz的话,对应于润滑油的劣化生成的极性物质的浓度而发生变化的电容率或者电容的变化量也变大,因此可以准确地区分判断润滑油之间的劣化状态。因此,频率(H1)最好在80Hz以下,更好是在60Hz以下。
该100Hz以下的频率(H1)的下限并没有特别地限制,极度低频时测定的电容率或电容的值不稳定,测定上需要花费时间,噪音也多,恐怕不能得到有再现性的测定值,因此频率最好在1Hz以上,更好是在5Hz以上,进一步更好是在10Hz以上。
又,上述两个以上不同频率中的至少一个频率(H1)最好在5~80Hz的范围内,更好是在10~60Hz的范围。
另一方面,(H1)以外的其他的频率(H2)最好大于所述(H1),并在10,000以下。频率在10,000Hz以下的话,对应于润滑油的劣化生成的极性物质的浓度而发生变化的电容率或者电容的变化量比较充分,因此可以准确地区分判断润滑油之间的劣化状态。(H2)的频率的上限优选不足10,000Hz,更优选是在1,000Hz以下,进一步优选是在500Hz以下,特别优选是在200Hz以下。
测定三个以上不同频率的电容率时的频率(H3)···(Hn)的范围要超过(H2)并在10,000Hz以下,更好是在1,000Hz以下的范围即可。
通过如上所述的适宜的条件得到的两个以上不同频率下的电容率或者电容的值,若这些值大于新油时的值,则判断为该润滑油处于劣化的状态。
接下来,对基于两个以上不同频率下的电容率或者电容的值预测润滑油的劣化机制(劣化原因)的方法进行说明。
作为基于两个以上不同频率的电容率或者电容的值预测润滑油的劣化机制(劣化原因)的方法,例举有基于电容率的变化或者电容的变化相对于频率的变化的比例(大小)预测润滑油的劣化状态的方法。
具体地说,着眼于例如电容率的变化相对于频率的变化的比例〔(ε12)/(H2-H1)〕或者电容的变化相对于频率的变化的比例〔(C1-C2)/(H2-H1)〕。
〔(ε12)/(H2-H1)〕或〔(C1-C2)/(H2-H1)〕与通常情况相比大很多(与通常情况相比超过200%)的情况下,推测为混入了除了润滑油劣化所产生的极性物质以外的其他的原因产生的极性物质(劣化状态I)。已查明,这样的劣化机制被在使用于汽油发动机的汽油发动机油中已得到认定。
与之相对,〔(ε12)/(H2-H1)〕或〔(C1-C2)/(H2-H1)〕相比于通常情况不是非常大(在通常情况的200%以内),但所述酸度较高被认定为润滑油劣化的情况下,被预测为由润滑油的劣化产生的极性物质增加,并混入了其他的非极性物质或者弱极性物质(劣化状态II)。这样的劣化机制导致的劣化在使用于柴油机发动机中的柴油机发动机油中混入了炭屑的情况下被认定。在这种情况下,需要谋求对策,其中包括调整发动机内的燃烧状态和改善炭屑捕捉装置等。
又,电容率的变化或者电容的变化相对于频率的变化的比例是否大的判断基准通过进行预备实验来设定即可,该预备实验为对不同种类的标准发动机的试验前后的发动机油的计算值进行比较。此时,在测定装置中最好包括粘度计、色相计。
由此,可以预测润滑油的劣化机制。
接下来,对本发明的测定电容率或者电容的合适的测定装置进行说明。
图3是表示本发明的润滑油的劣化度测定方法所采用的润滑油的劣化度测定装置中的电容测定部以及电容率计算部中的一例的概念图。
该润滑油的劣化度测定装置包括:一对电极11,和具有交流电源12a、电容测定电路12b的电容测定部12,该交流电源12a在该一对电极之间施加交流电压,该交流电压的频率可以控制在100Hz以下,该电容测定电路12b测定该一对电极间的电容,该测定装置进一步包括具有电容率计算电路13a的电容率计算部13,该电容率计算电路13a基于所述电容测定部12所得到的电容测定值计算出电容率。
所述交流电源12a最好控制在10Hz以下的区域,更好是控制在1Hz以下。
润滑油的电容的测定方法或电容率的计算方法为:首先将一对电极11浸渍在润滑油中,再通过电容测定部12的交流电源12a在电极之间施加目的频率(H1)的交流电压,由电容测定电路12b测定电极间的电容C1。接下来根据需要由电容率计算电路13a根据电容C1计算出电容率ε1。同样地,测定不同频率(H2)下的电容C2,同样计算出电容率ε2。又,电容率ε和电容C具有下述(II)式的关系。因此,作为求出电容率的前提,当然是要测定电容。
ε=C×d/s···(II)
(式中,d表示一对电极之间的距离、s表示电极的表面积。)
上述电容的测定中的测定电压最好在0.1~10Vp-p的范围。
图3的一对电极11最好是梳型电极,更好是梳型微小电极。又,作为电容测定部12、电容率计算部13,可以采用LCR测量仪或者C测量仪。
如此直接测定润滑油的电容C,并且根据该电容C的值求出电容率ε的方法,其装置简单,因此可以低价、简单且高精度地对润滑油的电容、电容率进行测定、计算。
尤其是一对电极11,使用梳型电极的情况下,可以使评价装置极度小型化,仅采用微量的样本油(润滑油)即可以测量润滑油的劣化度,同时,测定时容易观察样本油,从样本油的外观(颜色等)或气味也可以得到关于润滑油的劣化程度或劣化机制的补充信息。
图4表示用于实施本发明的润滑油的劣化度测定方法的润滑油的劣化度测定装置(电容测定部和电容率计算部)的其他实例的概念图。
该润滑油的劣化度测定装置包括:一对电极21、可以将频率控制在100Hz以下的交流电源22、电流计23、电压计24以及具有复数阻抗计算电路25a和电容计算电路25b的电容测定部25,该测定装置也可以还包括具有电容率计算电路26a的电容率计算部26。
测定、计算电容或者电容率的方法如下:首先将一对电极21浸渍在润滑油中,通过能够将频率控制在100Hz以下的交流电源22在电极之间施加频率H1的交流电压。接下来,根据由电流计、电压计测定的电流I、电压V以及电流和电压的相位差计算润滑油的阻抗Z(复数阻抗),并根据构成该阻抗的实数部分(电阻成分)ZR和虚数部分(阻抗)ZC中的虚数部分(阻抗)ZC的值计算出电容成分(即电容)C1(参照下述式(III))。接下来根据需要根据电容C1的值求出电容率ε1。又,同样地,对不同频率H2下的电容C2进行测定。
Z=V/I
=ZR+ZC=R+1/jωC···(III)
(式中,Z表示阻抗、ZR表示电阻成分、ZC表示阻抗的虚数部分、R表示电阻值、j表示虚数单位、ω表示交流的角振动数、C表示电容。)
上述电容的测定中的测定电压最好在0.1~10Vp-p的范围。
作为本发明的润滑油的劣化度测定装置,只要能够使用所述pH-ISFET测定酸度、能够在两个不同频率下测定电容或者计算电容率,其可以是任意的测定装置,但是最好使用可以使两者(酸度测定部以及电容测定部(进一步可包括电容率计算部)一体化的装置。
例如,润滑油的劣化度测定装置最好包括:(A)酸度测定部,该酸度测定部具有pH-ISFET、以及在该pH-ISFET中的漏极和源极之间施加一定电压以测定在该漏极和源极之间流过的电流的电路,或者该酸度测定部具有pH-ISFET、以及在所述漏极和源极之间流过一定的电流以测定漏极和源极之间的电压的电路;(B)电容测定部,其具有一对电极、在该一对电极之间将频率控制在100Hz以下地施加交流电压的交流电源、以及测定所述电极间的电容的电容测定电路,所述润滑油的劣化度测定装置最好还包括:(C)电容率计算部,具有基于所述电容测定部所得到的电容的值计算出电容率的电容率计算电路。
如上所述的本发明的润滑油的劣化度测定装置可以组成为发动机等的机械、装置的运行监视系统的一部分来判断润滑油的状态。因此,可以作为机械、装置的润滑油监视系统来使用。
实施例
进一步说明本发明的实施例,但是本发明并不是限定于这些实例。
〔实施例〕
对下述的样本油(i)~(iii)的润滑油的酸度以及电容成分(电容)进行测定。
(样本油)
(i)润滑油A(无灰发动机油)的新油
(ii)润滑油A(无灰发动机油)的劣化油(GE)〔使用于汽油发动机(GE),并发生了劣化:混入极性物质〕
(iii)润滑油A(无灰发动机油)的劣化油(DE)〔用于柴油机发动机(DE),并发生了劣化:混入灰尘〕
(1)酸度的测定
对于上述样本油(i)~(iii),使用图1所示的装置,在漏极2和源极3之间流过0.5mA的一定的电流,在每个一定的时间,测定漏极2和源极3之间的电压(Vds)。测定中非测定时间为2秒,对测定开始(从流过一定电流开始)至18秒之后的电压进行测定。反复10次该测定操作,将被测定的电压值的收敛值作为该时刻的漏极、源极间电压(Vds)的测定值。按照所述式(I)根据该电圧值求出酸度(酸度指数)。结果如表1所示。
(2)电容的测定、电容率的计算
对于样本油(i)~(iii),使用图4所示的润滑油劣化度测定装置(电容测定部以及电容率计算部),按照下述的测定条件,对频率为40、100、150、1000、以及10,000Hz下的复数阻抗的电容成分(电容)进行测定。
(测定条件)
·电极:梳型微小电极
·测定电压1Vp-p
其结果为电容成分(电容)的变化相对于频率的变化,如图5所示。又,频率40Hz以及100Hz下的电容成分(电容)为C40(pF)以及C100(pF)时,电容成分的变化相对于频率的变化的比例按照下述式计算。
电容成分(电容)的变化相对于频率的变化的比例(%)
=〔(C40-C100)/(100-40)〕×100
又,同样地,根据频率40Hz以及100Hz下的电容成分求出的电容率为ε40以及ε100时,电容率的变化相对于频率的变化的比例按照下述式进行计算。
电容率的变化相对于频率的变化的比例(%)
=〔(ε40100)/(100-40)〕×100
这里,电容成分的变化相对于所述频率的变化的比例的结果如表1所示。
[表1]
根据表1,使用pH-ISFET测定的酸度中,样本油(i)即新油的酸度为“0”、样本油(ii)即汽油发动机使用的劣化油(GE)以及样本油(iii)即柴油机发动机使用的劣化油(DE)的酸都为“10”。由此可知,样本油(ii)以及样本油(iii)的劣化程度没有大的差异。
另一方面,频率40Hz和100Hz下,样本油(ii)的电容成分(电容)的变化相对于频率的变化的比例(%)为21.5%,而样本油(iii)的电容成分(电容)的变化相对于频率的变化的比例(%)为8.7%,样本油(ii)为由于劣化而生成极性物质、同时酸性化合物等极性物质混入其中的样本油,样本油(iii)为由于劣化而生成极性物质、进一步又混入了炭屑的样本油。因此,根据电容成分(电容)的变化相对于频率的变化的比例,可知样本油(ii)相当于所述劣化状态I的劣化油,样本油(iii)相当于所述劣化状态II的劣化油,从而可以预测润滑油的劣化机制(劣化原因)。
而且,图5所示的各样本油的电容成分(电容)的变化相对于两个以上的频率的变化的方式不同,同样可以预测润滑油的劣化机制(劣化原因)。
〔比较例〕
对于实施例所使用的样本油,使用图4所示的润滑油的劣化度测定装置测定复数阻抗的电阻成分(Ω)。测定装置、电压、测定的频率以及使用的样本油都与实施例相同。
其结果的电阻成分的变化相对于频率的变化如图6所示。从图6中,不能确认样本油(i)~(iii)的润滑油A的新油、劣化油相对于频率的电阻成分的变化的明显的差异。由此可知,根据该方法不能预测润滑油的劣化机制。
产业上的可利用性
根据本发明,可以简单且准确地测定润滑油的劣化程度,同时可以预测其劣化机制(劣化原因)。又,即使是微量的样本油,本发明的润滑油的劣化、变质度测定装置也可以判断劣化、变质状态,进一步地,本发明的润滑油的劣化、变质度测定装置可以设置在汽车发动机等的机械、装置上,有效地用作为润滑管理系统。

Claims (6)

1.一种润滑油的劣化度测定装置,其特征在于,
包括:(A)酸度测定部,该酸度测定部具有氢离子感应型的ISFET,和在该氢离子感应型的ISFET的漏极和源极之间施加一定的电压以测定在该漏极和源极之间流过的电流的电路,或者在所述漏极和源极之间流过一定的电流以测定该漏极和源极之间的电压的电路;(B)电容测定部,该电容测定部具有一对电极、在该一对电极之间施加频率控制在100Hz以下的范围的交流电压的交流电源、以及测定两个以上不同频率下的所述一对电极间的电容的电容测定电路,
根据所述酸度和基于所述电容的值计算出的电容相对于频率的变化比例来判断所述润滑油的劣化状态。
2.一种润滑油的劣化度测定装置,其特征在于,
包括:(A)酸度测定部,该酸度测定部具有氢离子感应型的ISFET,和在该氢离子感应型的ISFET的漏极和源极之间施加一定的电压以测定在该漏极和源极之间流过的电流的电路,或者在所述漏极和源极之间流过一定的电流以测定该漏极和源极之间的电压的电路;(B)电容测定部,该电容测定部具有一对电极、在该一对电极之间施加频率控制在100Hz以下的范围的交流电压的交流电源、测定流过该交流电源的电流的电流计、测定该交流电源的电压的电压计、根据该电流计测定出的电流、该电压计测定出的电压以及该电流和该电压的相位差计算该润滑油的复数阻抗的复数阻抗计算电路、以及测定两个以上不同频率下的所述一对电极间的电容的电容测定电路,
根据所述酸度和基于所述电容的值计算出的电容相对于频率的变化比例来判断所述润滑油的劣化状态。
3.如权利要求1或2所述的润滑油的劣化度测定装置,其特征在于,
还包括(C)电容率计算部,该电容率计算部具有基于所述电容测定部所得到的电容测定值计算两个以上不同频率下的电容率的电容率计算电路,
根据所述酸度和基于所述电容率计算出的电容率相对于频率的变化比例来判断所述润滑油的劣化状态。
4.如权利要求1~3中任意一项所述的润滑油的劣化度测定装置,其特征在于,所述交流电源能够控制在10Hz以下的范围。
5.如权利要求1~4中任意一项所述的润滑油的劣化度测定装置,其特征在于,所述一对电极是梳型电极。
6.一种机械、装置的润滑油监视系统,其特征在于,
采用权利要求1~5中任意一项所述的润滑油的劣化度测定装置。
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