CN106461541B - 油分浓度测量装置和油分浓度测量方法 - Google Patents

油分浓度测量装置和油分浓度测量方法 Download PDF

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Abstract

提供能够在较大的浓度范围内测量油分的浓度、从而能够应用于油分浓度的持续测量的油分浓度测量装置和油分浓度测量方法。对含有已知的油分的测量对象液测量可观测到光的吸收的预定波长带内的吸光度的光谱(S2、S3)，在满足预定基准的情况下，根据所述预定波长带内的预定波长下的吸光度、和表示所述成分的浓度与该预定波长下的吸光度之间的关系的第1标准曲线，求出所述油分的浓度值(S4、S51)，在不满足所述预定基准的情况下，根据所述预定波长带中的、在所述吸光度的光谱中吸光度成为预定吸光度时对应的波长、和表示所述成分的浓度与该预定吸光度下的波长之间的关系的第2标准曲线，求出所述油分的浓度值(S4、S52)。

Description

油分浓度测量装置和油分浓度测量方法
技术领域
本发明涉及测量液体中的油分的浓度的装置和方法。该油分浓度测量装置和油分浓度测量方法适合应用于在用于去除附着于工件的切削油、冲压·冲孔油、机油、润滑脂、焊剂等有机性的污渍的工业用清洗机中测量使用中的清洗液等所含有的油分的浓度。
背景技术
工业用清洗机中使用的清洗液以烃系清洗液为主流。烃系清洗液由于不含臭氧层破坏物质及氯，因此，具有对环境和人体带来的影响较小这样的优点。另外，烃系清洗液还具有如下优点：利用与油分之间的沸点差，在能够通过蒸馏进行再生的基础上，能够将再生处理时产生的清洁的蒸汽应用于工件的清洗和干燥(以下称作“蒸汽清洗·干燥”)。在蒸汽清洗·干燥中，将工件收纳于蒸汽清洗·干燥用清洗槽中，在通过向该槽导入该蒸汽而利用该蒸汽清洗了工件的表面之后，通过迅速地使该槽内减压而使清洗剂的沸点迅速地下降，从而使附着在工件表面的清洗剂突沸·气化，使该工件干燥。在实际的工业用清洗机中，在将工件收纳于贮存有烃系清洗液的液体清洗槽并进行了液体清洗之后，作为收尾进行蒸汽清洗·干燥。还存在在液体清洗与蒸汽清洗·干燥之间利用烃系清洗液进行漂洗的情况。
烃系清洗液的清洗能力依赖于液体中、蒸汽中的油分浓度。另外，在干燥时也是，若蒸汽中的油分浓度上升，则可能产生污点残留。若重复进行液体清洗中的工件的清洗，则通过液体清洗所使用的烃系清洗液的蒸馏再生而被去除了的油分在蒸馏槽中逐渐累积。于是，再生的烃系清洗液、其蒸汽中的油分浓度也上升。因此，需要定期进行蒸馏槽内的残余液体的煮干和排油。在此，“煮干”是指：在停止了向蒸馏槽供给烃系清洗液以及停止了自蒸馏槽向蒸汽清洗·干燥用清洗槽供给蒸汽的状态下对蒸馏槽内的残余液体进行加热，使残余液体中的烃系清洗液蒸发而使残留油分浓缩。
对于该煮干和排油的时机而言，以往，根据利用各个工业用清洗机能够清洗的油分的种类、使用频率等，由工业用清洗机的厂商进行设定，但是，在交付之后、用户变更了工件的加工等所使用的油分时等，存在产生清洗不足、干燥不良的情况。在这些情况下，测量液体清洗槽内的油分浓度，根据测量结果进行煮干·排油的时机的变更。
在专利文献1中记载有：针对工件的清洗所使用的清洗液，使用200nm～380nm的范围内的预定的一波长的紫外线测量吸光度，根据预先制作成的已知的污渍成分的浓度和吸光度的标准曲线，求出溶解于该清洗液中的污渍成分的浓度。该装置能够应用于由切削油、加工油、冲压油、机油、热处理油、润滑脂、蜡等油类形成的污渍成分，在该装置中可测量的油分的浓度范围为50ppm～1000ppm(1ppm＝1mg/L)。在浓度超过1000ppm的情况下，在利用未使用的清洗液进行稀释而使浓度下降到1000ppm以下之后进行测量。
在专利文献1中还记载有一种清洗装置，在该清洗装置中，为了自动地测量残留在用于对利用清洗液清洗之后的工件进行漂洗的漂洗液中的油分的浓度，设有自贮存有漂洗液的第2贮存槽通过紫外线吸收光度计的玻璃容器并返回到该第2贮存槽的漂洗液的循环路径。在该清洗装置中，能够持续测量漂洗液的吸光度、即漂洗液的油分的浓度。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平09-061349号公报
发明内容
发明要解决的问题
如上所述，由于蒸馏槽内的煮干·排油的时机的设定·变更是根据测量液体清洗槽内的烃系清洗液的油分浓度而得到的结果来进行的，因此，若能够持续自动地测量液体清洗槽内的油分浓度，则也能够自动地进行该时机的设定·变更。另外，还能够根据清洗液的油分的浓度变更清洗操作的条件，并在各个时间点以最佳的条件进行清洗。例如，能够进行如下操作：由于在清洗液的油分的浓度较低时清洗效率较高，因此，在短时间内结束清洗，由于在清洗液的油分的浓度较高时清洗效率较低，因此，延长清洗时间。但是，在专利文献1中，虽然能够以漂洗液为对象持续测量油分的浓度，但是，无法对清洗液进行持续测量。这是因为，清洗液中的油分的浓度远大于漂洗液中的油分的浓度，且最大达到20000ppm左右。在专利文献1所记载的装置中，无法对这样的油分的浓度超过1000ppm的高浓度的清洗液直接进行测量，而需要如上所述地在利用未使用的清洗液进行稀释而使浓度下降到1000ppm以下之后进行测量。这样一来，由于浓度不同而使对于稀释操作的需要不同，因此，在专利文献1的装置中，难以持续测量清洗液的油分的浓度。
另外，若能够自动地测量蒸馏槽内的残余液体的油分的浓度，则能够更直接地判断煮干·排油的时机。然而，蒸馏槽内的残余液体的油分的浓度到达50000ppm左右。因此，利用专利文献1的装置进行的蒸馏槽内的油分浓度的自动测量相比于烃系清洗液的油分浓度的测量的情况更加困难。
本发明要解决的问题在于提供能够在较大的浓度范围内测量油分的浓度、从而能够应用于油分浓度的持续测量的油分浓度测量装置和油分浓度测量方法。
用于解决问题的方案
为了解决上述课题而做成的本发明的油分浓度测量装置用于测量以不具有碳原子的多价键的分子为主要成分且混入有含有具有碳原子的多价键的分子的油分的测量对象液中的该油分的浓度，其特征在于，
该油分浓度测量装置包括：
a)吸光度测量部件，其对所述测量对象液测量可观测到光的吸收的270nm～400nm之间的预定波长带内的吸光度的光谱；
b)低浓度用油分浓度确定部件，其根据所述预定波长带内的预定波长下的吸光度、和表示所述油分的浓度与该预定波长下的吸光度之间的关系的第1标准曲线，求出所述油分的浓度值；
c)高浓度用油分浓度确定部件，其根据所述预定波长带中的、在所述吸光度的光谱中吸光度成为预定吸光度时对应的波长、和表示所述油分的浓度与成为该预定吸光度的波长之间的关系的第2标准曲线，求出所述油分的浓度值；以及
d)油分浓度确定方法选择部件，其根据预定基准从所述低浓度用油分浓度确定部件和所述高浓度用油分浓度确定部件中选择求出所述油分的浓度值的部件。
在大多的油分中，在测量紫外线的吸光度时，能够在270nm～400nm的波长带内的波长下看到由分子中的碳的多价(2价、3价)结合引起的吸收。因此，通过在270nm～400nm之间的预定波长带内测量测量对象液的吸光度，能够进行油分的浓度的测量。因此，在烃系清洗液、乙二醇醚类清洗液、或水等以不具有碳原子的多价键的分子为主要成分的测量对象液中混入了含有具有碳原子的多价键的分子的油分的情况下，由于在烃、乙二醇醚、水的分子中不存在多价键，因此，能够不受测量对象液的原本的成分的影响地进行油分的浓度的测量。另外，所述预定波长带包含270nm～400nm之间的波长的一部分或全部即可。即，既可以包含270nm～400nm以外的波长，也可以不包含270nm～400nm之间的波长的一部分。另外，“已知的油分”只要是该油分的厂商和型号已知即可，不需要已知到该油分的成分。
在所述低浓度用油分浓度确定部件中，进行与以往的油分浓度测量装置中进行的、根据预定波长下的吸光度的测量值进行油分的浓度的确定相同的处理。然而，在测量对象液的油分的浓度较高的情况下，该预定波长的透射光量变得过小(吸光度过大)，而可能无法准确地进行测量。若透射光量的测量值不准确，则无法求出准确的吸光度，也无法准确地求出油分的浓度。
因此，本发明的油分浓度测量装置在包括低浓度用油分浓度确定部件的同时，还包括高浓度用油分确定部件，该高浓度用油分浓度确定部件根据计算出的吸光度成为所述预定吸光度时对应的波长、和该预定吸光度下的表示所述油分的浓度与波长之间的关系的第2标准曲线，求出测量对象液的油分的浓度。高浓度用油分浓度确定部件在测量对象液的油分的浓度较高的情况下不使用因受到透射光量的下降的影响而变得不准确的较高的吸光度，而能够根据得到了准确的值的预定吸光度求出浓度。
但是，若测量对象液的油分的浓度较低，则存在被测量的吸光度未到达预定吸光度的情况。因此，在本发明的油分浓度测量装置中，包括低浓度用油分浓度确定部件和高浓度用油分浓度确定部件这两个部件。然后，利用油分浓度确定方法选择部件，根据预定的基准确定使用这两个部件中的哪一者来求出油分的浓度值。
所述预定基准能够使用所述预定波长下的吸光度。该情况下，油分浓度确定方法选择部件在该吸光度为预定值以下(或小于预定值)时选择低浓度用油分浓度确定部件，在该吸光度在预定值以上(或超过预定值)时选择高浓度用油分浓度确定部件。
或者，在通过切换测量对象液的流路从而依次测量多个测量对象液的油分的浓度的情况下，油分浓度确定方法选择部件可以将流路形成为测量哪个测量对象液这一点作为所述预定基准。例如，在上述的工业用清洗机中，在将进行漂洗的漂洗槽内的液体和蒸馏槽内的液体的任一者导入吸光度测量部件的情况下，由于漂洗槽内的清洗液中的油分浓度超过1000ppm的情况稀少，因此，即使仅使用低浓度用油分浓度确定部件进行测量，在实用上也没有问题。另一方面，由于在蒸馏槽内油分浓度小于10000pp的情况下并没有问题(不需要进行煮干和排油)，因此，即使仅使用高浓度用油分浓度确定部件进行测量，在实用上也没有问题。能够根据测量对象液在低浓度用油分浓度确定部件和高浓度用油分浓度确定部件之间进行选择。
吸光度利用将透射光量的强度设为分母、将预定的基准光的强度设为分子的分数的常用对数求出。基准光的强度使用透过了收纳有不含油分的测量对象液的试样比色皿(cell)的光的强度。由此，在制作标准曲线时，能够抑制原本的(油分以外的)测量对象液对光的吸收产生的影响。在光源劣化的情况、长时间未使用光源的情况下，由于存在照射光的强度与在那之前测量到的值不同的情况，因此，期望定期或在再次使用时测量基准光的强度。
第1标准曲线和第2标准曲线使用利用油分的种类(厂商和型号)和浓度已知的标准试样预先制作成的曲线即可。
在本发明的油分浓度测量装置中，也可以是，将所述预定波长设为所述预定波长带内的多个波长，所述低浓度用油分浓度确定部件针对多个预定波长中的每个预定波长，根据利用所述吸光度测量部件测量到的该预定波长下的吸光度和在该预定波长下制作成的表示所述油分的浓度与吸光度之间的关系的第1标准曲线，求出所述油分的临时浓度值，根据得到的多个临时浓度值求出所述油分的浓度值。在根据多个临时浓度值求出油分的浓度值时，能够使用临时浓度值的平均值、中央值等。通过这样地在使用多个预定波长得到了多个临时浓度值之后求出油分的浓度值，能够提高浓度值的精度。同样，还可以采用这样的结构：所述预定吸光度为多个吸光度，所述高浓度用油分浓度确定部件针对多个预定吸光度中的每个预定吸光度，根据利用所述吸光度测量部件测量到的该预定吸光度下的波长和在该预定吸光度下制作成的表示所述油分的浓度与成为该预定吸光度的波长之间的关系的第2标准曲线，求出所述油分的临时浓度值，根据得到的多个临时浓度值求出所述油分的浓度值。
所述低浓度用油分浓度确定部件中的所述预定波长例如能够使用基准光的透射光量的强度成为最大(峰顶)的波长。其理由如下所述。在由所测量的油分的浓度上升而产生的吸光度的增加较小、且该油分的浓度较低的情况下，测量对象液的透射光量的光谱受到由油分以外的原本的测量对象液、试样容器产生的贡献的控制。特别是，应用于试样容器的石英等材料的透射光量的光谱表示因温度的上升而产生的变化大于因油分、原本的测量对象液而产生的变化，并随着温度的上升向长波长侧变换这样的温度变化。在工业用清洗液中，由于在40℃～50℃左右的温度下使用，因此，需要考虑使用中、使用后的温度变化的影响。峰值的中部附近的随着该温度变化而产生的基准光的透射光量的变化大于峰顶附近的随着该温度变化而产生的基准光的透射光量的变化。因而，通过将基准光的透射光量成为峰顶的波长设为所述预定波长，能够减小因温度变化而产生的误差。但是，在基准光成为峰顶的波长下因油分的浓度上升而产生的吸光度的增加较大的情况下，由于试样容器对吸光度的贡献较小，因此，将与该波长不同的、该油分的吸光度成为峰值的波长等设定为预定波长即可。
在将本发明的油分浓度测量装置在对进行了相同的机械加工的工件进行重复清洗的工业用清洗机中使用的情况下，通常，由于测量对象液所含有的切削油、冲压·冲孔油等油分的种类(厂商和型号)固定，因此，使用与该油分相对应的第1标准曲线和第2标准曲线即可。另一方面，在测量对象液所含有的油分的种类可能变更的情况下，还能够对每个油分的种类各准备一组第1标准曲线和第2标准曲线，但是，这样一来，由于油分的种类多种多样，因此，必须制作大量的标准曲线。于是，本发明人在以多种加工油为对象测量了浓度不同的多个试样的吸光度之后得出：能够根据各个加工油的用途进行分组，在各组内中，即使油分的种类不同，油分的浓度与吸光度之间的关系也类似。具体而言，这些加工油能够分为以下四组：(1)加工对象物限定为铝等比铁软的金属的切削油；(2)加工对象物不仅可以是较软的物体还可以是铁、不锈钢等较硬的金属的切削油；(3)在不锈钢等较硬的金属上加工较深的孔时使用的切削油、和抗烧结剂等添加剂的添加量比较少的冲压·冲孔油；(4)添加剂的添加量较多的冲压·冲孔油。
利用这样的分组，本发明的油分浓度测量装置能够包括：
存储部件，其存储与所述油分的用途相对应的多个第1标准曲线和多个第2标准曲线；
输入部件，其供使用者输入所述用途；以及
标准曲线选择部件，其根据利用所述输入部件输入的用途，从存储于所述存储部件的第1标准曲线和第2标准曲线中选择在所述低浓度用油分浓度确定部件中使用的第1标准曲线和在所述高浓度用油分浓度确定部件中使用的第2标准曲线。通过使用这样被分组的标准曲线，能够减少需要准备的第1标准曲线和第2标准曲线的种类，并且，使用者不需要调查混入到测量对象液的油分的厂商、型号。
本发明的油分浓度测量装置还能够采用这样的结构：
该油分浓度测量装置还包括供所述测量对象液流动的流路，
光照射部件向该流路内的测量对象液照射连续光，透射光量测量部件测量透过了该流路内的测量对象液的光的光量。由此，能够持续测量在流路中通过的测量对象液的油分的浓度。或者，在该结构中，还可以包括测量对象液切换部件，该测量对象液切换部件用于切换向所述流路流入的测量对象液。在该情况下，例如，能够通过在使用了烃系清洗液的工业用清洗机中在液体清洗槽内的清洗液与蒸馏槽内的残余液体之间切换测量对象液，从而测量这两者的油分浓度。
本发明的油分浓度测量方法用于测量以不具有碳原子的多价键的分子为主要成分且混入了含有具有碳原子的多价键的分子的油分的测量对象液中的该油分的浓度，其特征在于，
在该油分浓度测量方法中，
对所述测量对象液测量可观测到光的吸收的270nm～400nm之间的预定波长带内的吸光度的光谱，
在满足预定基准的情况下，根据所述预定波长带内的预定波长下的吸光度、和表示所述油分的浓度与该预定波长下的吸光度之间的关系的第1标准曲线，求出所述油分的浓度值，
在不满足所述预定基准的情况下，根据所述预定波长带下的、在所述吸光度的光谱中吸光度为预定吸光度时对应的波长、和表示所述油分的浓度与该预定吸光度下的波长之间的关系的第2标准曲线，求出所述油分的浓度值。
在上述油分浓度测量方法中，还可以是，代替最初测量所述预定波长带内的吸光度的光谱，而最初测量所述预定波长下的吸光度(因而，在该阶段中，不需要测量该预定波长以外的波长下的吸光度)，在该吸光度满足所述预定基准的情况下，根据该吸光度和所述第1标准曲线求出所述油分的浓度值，在该吸光度不满足所述预定基准的情况下，在测量了所述预定波长以外的所述预定波长带内的吸光度的光谱之后，根据在该光谱中吸光度成为所述预定吸光度时对应的波长和所述第2标准曲线求出所述油分的浓度值。
发明的效果
利用本发明，能够在较大的浓度范围内测量油分的浓度，由此，能够获得可适合应用于油分浓度的持续测量的油分浓度测量装置和油分浓度测量方法。
附图说明
图1是表示作为结构要素而具有本发明的油分浓度测量装置的一实施例的工业用清洗机的概略结构图。
图2是表示本实施例的油分浓度测量装置中的PC的功能的框图。
图3是表示本实施例的油分浓度测量装置的动作的流程图。
图4的(a)是表示利用在烃系清洗液“NS100”中混入了加工油“MP15”的试样得到的透射光量的光谱的曲线图，图4的(b)是表示利用在烃系清洗液“NS100”中混入了加工油“MP15”的试样得到的吸光度的光谱的曲线图，图4的(c)是表示根据利用混入了属于组1的加工油的试样得到的吸光度的光谱制作成的第1标准曲线的曲线图，图4的(d)是表示根据利用混入了属于组1的加工油的试样得到的吸光度的光谱制作成的第2标准曲线的曲线图。
图5的(a)是表示利用在烃系清洗液“NS100”中混入了加工油“CG8”的试样得到的透射光量的光谱的曲线图，图5的(b)是表示利用在烃系清洗液“NS100”中混入了加工油“CG8”的试样得到的吸光度的光谱的曲线图，图5的(c)是表示根据利用混入了属于组2的加工油的试样得到的吸光度的光谱制作成的第1标准曲线的曲线图，图5的(d)是表示根据利用混入了属于组2的加工油的试样得到的吸光度的光谱制作成的第2标准曲线的曲线图。
图6的(a)是表示利用在烃系清洗液“NS100”中混入了加工油“ST25”的试样得到的透射光量的光谱的曲线图，图6的(b)是表示利用在烃系清洗液“NS100”中混入了加工油“ST25”的试样得到的吸光度的光谱的曲线图，图6的(c)是表示根据利用混入了属于组3的加工油的试样得到的吸光度的光谱制作成的第1标准曲线的曲线图，图6的(d)是表示根据利用混入了属于组3的加工油的试样得到的吸光度的光谱制作成的第2标准曲线的曲线图。
图7的(a)是表示利用在烃系清洗液“NS100”中混入了加工油“FE205D”的试样得到的透射光量的光谱的曲线图，图7的(b)是表示利用在烃系清洗液“NS100”中混入了加工油“FE205D”的试样得到的吸光度的光谱的曲线图，图7的(c)是表示根据利用混入了属于组4的加工油的试样得到的吸光度的光谱制作成的第1标准曲线的曲线图，图7的(d)是表示根据利用混入了属于组4的加工油的试样得到的吸光度的光谱制作成的第2标准曲线的曲线图。
图8是将根据制作试样时混合而成的烃系清洗液的容积和油分的质量求出的浓度的计算值设为横轴、将使用本实施例的油分浓度测量装置对该试样进行测量所得到的油分的浓度的测量值设为纵轴而进行表示的曲线图。
具体实施方式
使用图1～图8说明本发明的油分浓度测量装置的实施例。
实施例
图1表示作为结构要素而具有本实施例的油分浓度测量装置10的工业用清洗机1的概略的结构。工业用清洗机1是用于去除附着在工件上的油分的装置，除油分浓度测量装置10以外，还具有第1清洗槽11、第2清洗槽12、蒸汽清洗·干燥槽13、暂时贮存槽14、蒸馏槽15、换热器16、喷射泵17、再生后清洗液贮存槽18以及试样容器清洗液槽19。图1中所示的较粗的实线表示液体的流路，较粗的虚线表示气体的流路，较细的直线的虚线表示电信号的路径。
(1)工业用清洗机1的整体结构及动作
在说明本实施例的油分浓度测量装置10之前，首先，说明工业用清洗机1的整体结构和工件的清洗的动作。在第1清洗槽11和第2清洗槽12设有对贮存于槽内的清洗液施加超声波振动的超声波振子。另外，由于容易产生由超声波引起的气蚀，因此，利用真空泵对第1清洗槽11和第2清洗槽12内进行减压，并对清洗液进行脱气。在该第1清洗槽11和第2清洗槽12内贮存清洗液之后，通过将工件浸渍于清洗液中并施加超声波振动来清洗工件。在此，由于后述的理由，使第2清洗槽12内的清洗液的油分的含量比第1清洗槽11内的清洗液的油分的含量少，因此，首先在第1清洗槽11内清洗工件，然后在第2清洗槽12内清洗该工件，从而能够将清洗液中的油分再次附着于工件的情况抑制到最小限度。
如下所述那样利用蒸馏槽15去除了油分的再生后清洗液自再生后清洗液贮存槽18流入第2清洗槽12。第1清洗槽11和第2清洗槽12利用第2溢流管122连接起来。第2溢流管122与第2清洗槽12的连接位置比第2溢流管122与第1清洗槽11的连接位置高，在第2清洗槽12内的清洗液的液面因再生后清洗液的流入而变得比第2清洗槽12与第2溢流管122的连接位置高时，第2清洗槽12内的清洗液的一部分自然地向第1清洗槽11移动。因而，如上所述，第2清洗槽12内的清洗液的油分的含量变得比第1清洗槽11内的清洗液的油分的含量少。另外，第1清洗槽11和暂时贮存槽14利用第1溢流管112连接起来，在第1清洗槽11内的清洗液的液面因自第2清洗槽12的清洗液的流入而变得比第1清洗槽11与第1溢流管112的连接位置高时，第1清洗槽11中的清洗液的一部分自然地通过第1溢流管112向暂时贮存槽14移动。
在蒸馏槽15设有浮子阀151，在蒸馏槽15内的液体因蒸馏而成为预定量以下时，自暂时贮存槽14向蒸馏槽15内导入清洗液。蒸馏槽15内利用加热器(未图示)加热，并且，利用喷射泵17减压。由此，清洗液在油分作为液体残留而蒸发并利用换热器16凝缩之后，被贮存于再生后清洗液贮存槽18，并如上所述地被送回到第2清洗槽12。
蒸汽清洗·干燥槽13为用于对利用第2清洗槽12清洗后的工件如上所述地进行蒸汽清洗和干燥的槽。蒸汽清洗所使用的蒸汽和被去除了残留在工件的表面的残留物的清洗液被送回到第2清洗槽12。另外，因第1清洗槽11和第2清洗槽12的减压、清洗液的蒸发而产生的气体被回收到暂时贮存槽14内的已使用的清洗液中。另外，试样容器清洗液槽19为贮存用于清洗后述的试样容器103的清洗液(与作为油分浓度测量的对象的清洗液不同)的槽。
第1清洗槽11具有将清洗液从槽内取出并通过过滤器而返还到槽内的第1循环过滤系统111。在第2清洗槽12也设有相同的第2循环过滤系统121。这些循环过滤系统用于去除粒径10μm左右以上的微粒，而无法去除油分。
(2)本实施例的油分浓度测量装置10的结构
接着，详细地说明工业用清洗机1中的油分浓度测量装置10的结构。油分浓度测量装置10具有如下所述地与第1清洗槽11、第2清洗槽12等槽连接的流路101、设于流路101中的送液泵102、设于流路101中的送液泵102的下游侧的试样容器103、基准测量用的基准容器1031、光照射部104、光检测部105以及进行后述的计算等的个人计算机(PC)106。
流路101的流入部1011借助第1中继管113与第1清洗槽11连接，并且，借助第2中继管123与第2清洗槽12连接。在第1中继管113设有第1中继开闭阀11V，在第2中继管123设有第2中继开闭阀12V。另外，流路101的流入部1011还与蒸馏槽15和再生后清洗液贮存槽18连接，在蒸馏槽15设有蒸馏槽开闭阀15V，在再生后清洗液贮存槽18设有再生后清洗液贮存槽开闭阀18V。
流路101的流出部1012与暂时贮存槽14连接。因而，在油分浓度测量装置10中测量所使用了的清洗液经由暂时贮存槽14并利用蒸馏槽15蒸馏，最终以去除了油分的状态被返送到第2清洗槽12。另外，也可以将测量所使用了的清洗液自流出部1012直接返送到收纳有该清洗液的槽内。
试样容器103和基准容器1031均为紫外线的吸收较少的石英制的容器。流路101在通常的测量时与试样容器103连接，在测量基准时与基准容器1031连接。在基准容器1031内封入有不含油分的清洗液。光照射部104用于对试样容器103内的清洗液(测量对象液)照射该连续紫外光，该光照射部104具有：光源，其用于产生该连续紫外光；以及光纤，其将由该光源产生的连续紫外光自入射端输入并自射出端向试样容器103内的清洗液照射。光检测部105用于针对每个波长检测该连续紫外光中的透过了试样容器103内的清洗液的透射光的强度，相当于上述的透射光量测量部。该光检测部105具有：分光器，其用于对透射光进行分光；光纤，其用于将该透射光自入射端输入并自射出端向分光器射出；以及信号转换部，其用于将由分光器检测到的每个波长的透射光量的强度转换为数字信号。
如图2所示，PC106具有吸光度计算部1061、油分浓度确定方法选择部1062、低浓度用油分浓度确定部1063、高浓度用油分浓度确定部1064、基准数据记录部1065、标准曲线记录部1066、基准值记录部1067、条件输入部1068以及测量控制部1069。关于这些各个部中的吸光度计算部1061、低浓度用油分浓度确定部1063、高浓度用油分浓度确定部1064的详细情况，与本实施例的油分浓度测量装置10的动作一起后述。在基准数据记录部1065中记录有对不含油分的清洗剂进行预先测量而得到的透射光量的光谱的数据(基准数据)。在标准曲线记录部1066中存储有针对能够用于工件的加工的各组油分根据使用油分的浓度已知的试样预先测量到的数据制作成的第1标准曲线和第2标准曲线。第1标准曲线和第2标准曲线的例子后述。在基准值记录部1067中存储有在高浓度用油分浓度确定部1064中使用的基准值的数据。条件输入部1068用于供测量者使用键盘、鼠标等输入装置输入后述的测量条件。测量控制部1069对光照射部104中的自光源照射光的开始和结束、上述各部的处理的开始和结束等进行控制。
(3)本实施例的油分浓度测量装置10的动作
使用图3的流程图说明本实施例的油分浓度测量装置10的动作。以下，作为一个例子，对测量被贮存于第1清洗槽11的清洗液的情况进行说明，但是，测量被贮存于第2清洗槽12、蒸馏槽15、再生后清洗液贮存槽18的液体的情况也相同。
首先，测量者在条件输入部1068中输入了预定的测量条件之后，输入测量开始的指示，从而开始测量。在此所输入的测量条件为用于指定附着于要使用测量对象的清洗液清洗的工件的加工油所属的组的、与加工油的用途相关的信息，例如可列举工件的材料(是铝等较软的材料还是不锈钢等较硬的材料)、加工方法(是切削加工还是冲孔·冲压加工)。或者，在知晓附着于工件的加工油的厂商和型号的情况下，还可以输入该厂商和型号。
在开始测量时，首先，进行预定的测量开始操作(步骤S1)。测量开始操作存在打开与被条件输入部1068选择了的第1清洗槽11连接的第1中继开闭阀11V的操作等。由此，第1清洗槽11内的清洗液的一部分通过第1中继管113和流路101到达试样容器103。另外，第1清洗槽11内的清洗液的容量为120L，相对于此，流路101内的清洗液的流量只不过为大约0.1L/分，并且，最终经过蒸馏而清洗液被返送到第1清洗槽11，因此，该测量对清洗完全没有影响。
光照射部104对试样容器103内的清洗液照射连续紫外光，光检测部105检测透过了清洗液的透射光(步骤S2)。在光检测部105中，对透射光进行分光，并将每个波长λ的透射光量的强度、即透射光量的光谱I(λ)转换为数字信号。
接着，将透射光量的光谱I(λ)的数字信号输入PC106，在吸光度计算部1061中，计算出吸光度的光谱(步骤S3)。在吸光度计算部1061中，从基准数据记录部1065中获得不含油分的清洗液的透射光量的光谱的数据I0(λ)，利用表达式
A(λ)＝log10(I0(λ)/I(λ))
求出测量对象液的清洗液的吸光度A(λ)。
接着，在步骤S4中，油分浓度确定方法选择部1062求出所得到的清洗液的吸光度A(λ)中的、使用不含油分的清洗液预先测量到的透射光量的光谱的峰值波长(预定波长)λp下的吸光度A(λp)是否在预定值以下。然后，在该吸光度A(λp)在预定值以下的情况下进入步骤S51，在该吸光度A(λp)大于预定值的情况下进入步骤S52。
在进入了步骤S51的情况下，利用低浓度用油分浓度确定部1063如下所示地确定油分的浓度。低浓度用油分浓度确定部1063具有标准曲线选择部，首先，该标准曲线选择部从标准曲线记录部1066获取对应于与在条件输入部1068中输入的条件相匹配的油分的组的第1标准曲线的数据。第1标准曲线表示上述预定波长λp下的、含有油分的清洗液的吸光度与油分的浓度之间的关系。低浓度用油分浓度确定部1063将与该预定波长λp下的作为测量对象液的清洗液的吸光度A(λp)的值相对应的、第1标准曲线的浓度的值确定为该测量对象液的浓度值。
在进入了步骤S52的情况下，利用高浓度用油分浓度确定部1064如下所述地确定油分的浓度。高浓度用油分浓度确定部1064具有与低浓度用油分浓度确定部1063相同的标准曲线选择部，首先，该标准曲线选择部从标准曲线记录部1066选择对应于与在条件输入部1068输入的条件相匹配的油分的组的第2标准曲线的数据。第2标准曲线表示吸光度成为预定的值(预定吸光度)的波长与油分的浓度之间的关系。在此，考虑测量精度而根据吸光度光谱适当设定预定吸光度。高浓度用油分浓度确定部1064将与作为测量对象液的清洗液的吸光度A(λ)成为该预定吸光度时的波长的值相对应的、第2标准曲线上的浓度的值确定为该测量对象液的浓度值。
在经过了步骤S51或步骤S52之后，在步骤S6中，确认是否自条件输入部1068输入有指示测量操作结束的测量结束信号。若未输入有该信号，则返回步骤S2，若输入有该信号，则在进行了第1中继开闭阀11V的关闭等结束动作(步骤S7)之后结束测量。由此，直到输入该测量结束信号为止重复进行试样的浓度的测量。
也可以是，对每一个油分的组，仅准备一种第1标准曲线，也可以是，针对不同值的多个预定波长中的每个预定波长各准备一种、合计多种第1标准曲线。该情况下，低浓度用油分浓度确定部1063根据第1标准曲线逐个求出与通过在多个预定波长中的每个预定波长下测量得到的吸光度和该预定波长相对应的浓度值，并将得到的多个浓度值的平均值确定为该测量对象液的浓度值。第2标准曲线也同样地，也可以是，对每一个油分的组，仅准备一种第2标准曲线，也可以是，针对不同值的多个预定吸光度中的每个预定吸光度各准备一种、合计准备多种第2标准曲线。该情况下，高浓度用油分浓度确定部1064根据第2标准曲线逐个求出与通过在多个预定吸光度中的每个预定吸光度下测量得到的吸光度A(λ)成为该预定吸光度时的波长的值相对应的浓度值，并将得到的多个浓度值的平均值确定为该测量对象液的浓度值。
至此，说明了测量第1清洗槽11内的清洗液中的油分的浓度的方法，通过操作设于工业用清洗机1内的各个阀而切换向流路101内流入的液体，还能够利用相同的方法测量被贮存于第2清洗槽12、蒸馏槽15、或再生后清洗液贮存槽18的液体中的油分的浓度。通过连续地测量第1清洗槽11和第2清洗槽12的油分，能够管理工件的清洗质量。具体而言，例如，在向第1清洗槽11或第2清洗槽12投入了工件之后，在即使经过了预定的时间、油分的浓度仍不稳定而上升的情况下，由于清洗能力下降，因此，延长第1清洗槽11或第2清洗槽12内的清洗时间。作为其他的例子，可列举有：在再生后清洗液贮存槽18中的再生液的油分浓度接近了预定的上限值的情况下，设想为蒸馏的能力下降，因此，对蒸馏槽15内的残余液体进行煮干·排油。另外，在该再生液中的油分浓度的上升速度超过预定值的情况下，设想为蒸馏时的温度过高，因此，使该温度下降。或者，还能够利用相同的方法测量蒸馏槽15内的残余液体中的油分的浓度，还可以根据由此得到的油分的浓度判断煮干·排油的时机。
(4)吸光度、及第1标准曲线和第2标准曲线的数据的例子
针对表1所示的十种油分，分别制作以不同的浓度混入到相同成分的清洗液而成的多个试样，在利用本实施例的油分浓度测量装置获取了吸光度的光谱之后，制成第1标准曲线和第2标准曲线。这十种油分被分类为表1所示的四个组。第1组为加工对象物限定于铝等比铁软的金属的切削油，第2组为加工对象物可以是铁、不锈钢等较硬的金属的切削油，第3组为在对不锈钢等较硬的金属加工较深的孔时使用的切削油，并且为还能够用于冲压·冲孔的冲压·冲孔油，第4组为添加剂的添加量比第3组的添加剂的添加量多的冲压·冲孔油。
表1
表1实验中所使用的加工油
*标记◎为在图4～图7中表示了吸光度等的曲线图
在图4的(a)、图5的(a)、图6的(a)、图7的(a)中，表示在各组中利用含有表1中标注了双重圆标记的代表性的一种油分的试样得到的透射光量的光谱，在图4的(b)、图5的(b)、图6的(b)、图7的(b)中，表示在各组中利用含有表1中标注了双重圆标记的代表性的一种油分的试样得到的吸光度的光谱。透射光量(吸光度)的光谱的测量是一边在大约100ppm～大约50000ppm的范围内改变油分的浓度一边对各试样进行了多次测量，在图4～图7中分别表示了代表性的五个浓度的光谱。另外，在图4的(a)和(b)、图5的(a)和(b)、图6的(a)和(b)、图7的(a)和(b)中，仅表示了代表性的四种油分的试样，对于其他的六种油分的试样也同样地求出透射光量的光谱和吸光度的光谱。在任一试样中，吸光度均可在波长290nm～330nm附近看到峰值。
接着，根据得到的吸光度的光谱，对各个组制作了第1标准曲线和第2标准曲线。在图4的(c)、图5的(c)、图6的(c)、图7的(c)中表示各组的第1标准曲线，在图4的(d)、图5的(d)、图6的(d)、图7的(d)中表示第2标准曲线。各组的标准曲线使用自图4的(a)和(b)、图5的(a)和(b)、图6的(a)和(b)、图7的(a)和(b)所示的含有代表性的油分的试样、以及含有其他的油分的试样得到的吸光度的光谱制作而成。第1标准曲线是通过在组1中为5000ppm以下、在组2和组4中为2600ppm以下、在组3中为3500ppm以下的浓度范围内用函数近似处理预定波长下的吸光度的值与浓度之间的关系而制作成的。在此，第1标准曲线是对各个组以每组两个预定波长制作而成的，对于组1～组3，为波长290nm和波长295nm，对于组4，为波长330nm和波长335nm。在此，仅组4不使用波长290nm和波长295nm下的吸光度的值的原因为：判断为浓度为大约2000ppm时的吸光度较高，透射光量非常低，因此，误差较大。另外，近似的函数原则上设为一次函数，但是，在组1中误差较大，因此，设为二次函数。
第2标准曲线是通过分别对组1～组4以函数近似处理已确定的预定吸光度下的波长与浓度之间的关系而制作成的。预定吸光度以必须含有浓度大约10000ppm以上的试样的吸光度、且尽可能含有浓度约2000ppm的试样的吸光度的方式来确定，组1中设为0.5和0.6，组2中设为0.9和1.2，组3中设为1.6和1.7，组4中设为1.8和2.0。近似的函数设为指数函数。
如上所述，能够使用浓度已知的试样确定第1标准曲线和第2标准曲线，使用这些标准曲线，能够对浓度未知的试样进行测量。此时，所述的步骤S4中使用的吸光度A(λp)的预定值在组1中设为4000ppm，在组2和组4中设为2000ppm，在组3中设为3000ppm。
使用所得到的第1标准曲线和第2标准曲线并利用本发明的方法进行了测量测量对象液中的油分的浓度的实验。在该实验中，清洗液也使用上述NS100，所添加的油分也使用了上述的表1所示的十种油分。在该实验中，通过在称量了清洗液和油分之后将两者混合，从而制作浓度已知(将该浓度称作“计算值”)的试样，并进行计算值与测量值之间的比较。测量使用实机在室温(20℃)下进行，并且，还在将试样加热到了48℃的状态下进行。对所有的上述十种油分进行室温(20℃)下的测量，对表1中标注了双重圆的四种油分进行将试样加热到了48℃的状态下的测量。
将实验结果表示在图8的曲线图中。在该曲线图中，将计算值设为横轴，将实验值设为纵轴。若实验值在计算值的±20％以内，则数据点处在曲线图中的两条虚线之间。另外，在图8中，将所有的试样的数据记载于一个曲线图。如该曲线图所示，可以说大部分的实验数据在计算值的±20％以内。若是±20％左右的精度，则足够用于设定工业用清洗机中的清洗条件、清洗液的蒸馏条件。
附图标记说明
1、工业用清洗机；
101、流路；
1011、流路的流入部；
1012、流路的流出部；
102、送液泵；
103、试样容器；
1031、基准容器；
104、光照射部；
105、光检测部；
106、PC；
1061、吸光度计算部；
1062、油分浓度确定方法选择部；
1063、低浓度用油分浓度确定部；
1064、高浓度用油分浓度确定部；
1065、基准数据记录部；
1066、标准曲线记录部；
1067、基准值记录部；
1068、条件输入部；
1069、测量控制部；
11、第1清洗槽；
111、第1循环过滤系统；
112、第1溢流管；
113、第1中继管；
11V、第1中继开闭阀；
12、第2清洗槽；
121、第2循环过滤系统；
122、第2溢流管；
123、第2中继管；
12V、第2中继开闭阀；
13、蒸汽清洗·干燥槽；
14、暂时贮存槽；
15、蒸馏槽；
15V、蒸馏槽开闭阀；
16、换热器；
17、喷射泵；
18、再生后清洗液贮存槽；
18V、再生后清洗液贮存槽开闭阀；
19、试样容器清洗液槽。

Claims (10)

1.一种油分浓度测量装置，其用于测量以不具有碳原子的多价键的分子为主要成分且混入了含有具有碳原子的多价键的分子的油分的测量对象液中的该油分的浓度，其特征在于，
该油分浓度测量装置包括：
a)吸光度测量部件，其对所述测量对象液测量可观测到光的吸收的270nm～400nm之间的预定波长带内的吸光度的光谱；
b)低浓度用油分浓度确定部件，其根据所述预定波长带内的预定波长下的吸光度、和表示所述油分的浓度与该预定波长下的吸光度之间的关系的第1标准曲线求出所述油分的浓度值；
c)高浓度用油分浓度确定部件，其根据所述预定波长带中的、在所述吸光度的光谱中吸光度成为预定吸光度时对应的波长、和表示所述油分的浓度与成为该预定吸光度的波长之间的关系的第2标准曲线求出所述油分的浓度值；以及
d)油分浓度确定方法选择部件，其根据预定基准从所述低浓度用油分浓度确定部件和所述高浓度用油分浓度确定部件中选择用于求出所述油分的浓度值的部件。
2.根据权利要求1所述的油分浓度测量装置，其特征在于，
所述预定基准为所述预定波长下的吸光度。
3.根据权利要求1或2所述的油分浓度测量装置，其特征在于，
所述预定波长为所述预定波长带内的多个波长，
所述低浓度用油分浓度确定部件针对多个预定波长中的每个预定波长，根据利用所述吸光度测量部件测量到的该预定波长下的吸光度、和在该预定波长下制作成的表示所述油分的浓度与吸光度之间的关系的第1标准曲线，求出所述油分的临时浓度值，并根据得到的多个临时浓度值求出所述油分的浓度值。
4.根据权利要求1或2所述的油分浓度测量装置，其特征在于，
所述预定吸光度为多个吸光度，
所述高浓度用油分浓度确定部件针对多个预定吸光度中的每个预定吸光度，根据利用所述吸光度测量部件测量到的该预定吸光度下的波长、和在该预定吸光度下制作成的表示所述油分的浓度与成为该预定吸光度下的波长之间的关系的第2标准曲线，求出所述油分的临时浓度值，并根据得到的多个临时浓度值求出所述油分的浓度值。
5.根据权利要求1或2所述的油分浓度测量装置，其特征在于，
所述预定波长为利用不含所述油分的标准试样时所得到的透射光量的强度最大的波长。
6.根据权利要求1或2所述的油分浓度测量装置，其特征在于，
该油分浓度测量装置包括：
存储部件，其存储与所述油分的用途相对应的多个第1标准曲线和多个第2标准曲线；
输入部件，其输入所述用途；以及
标准曲线选择部件，其根据利用所述输入部件输入的用途，从存储于所述存储部件的第1标准曲线和第2标准曲线中选择在所述低浓度用油分浓度确定部件中使用的第1标准曲线和在所述高浓度用油分浓度确定部件中使用的第2标准曲线。
7.根据权利要求1或2所述的油分浓度测量装置，其特征在于，
该油分浓度测量装置还包括：
供所述测量对象液流动的流路；
向该流路内的测量对象液照射连续光的光照射部件；以及
测量透过了该流路内的测量对象液的光的光量的透射光量测量部件。
8.根据权利要求7所述的油分浓度测量装置，其特征在于，
该油分浓度测量装置包括测量对象液切换部件，该测量对象液切换部件用于切换向所述流路流入的测量对象液。
9.一种油分浓度测量方法，其用于测量以不具有碳原子的多价键的分子为主要成分且混入了含有具有碳原子的多价键的分子的油分的测量对象液中的该油分的浓度，其特征在于，
在该油分浓度测量方法中，
对所述测量对象液测量可观测到光的吸收的270nm～400nm之间的预定波长带内的吸光度的光谱，
在满足预定基准的情况下，根据所述预定波长带内的预定波长下的吸光度、和表示所述油分的浓度与该预定波长下的吸光度之间的关系的第1标准曲线，求出所述油分的浓度值，
在不满足所述预定基准的情况下，根据所述预定波长带下的、在所述吸光度的光谱中吸光度为预定吸光度时对应的波长、和表示所述油分的浓度与该预定吸光度下的波长之间的关系的第2标准曲线，求出所述油分的浓度值。
10.一种油分浓度测量方法，其用于测量以不具有碳原子的多价键的分子为主要成分且混入了含有具有碳原子的多价键的分子的油分的测量对象液中的该油分的浓度，其特征在于，
在该油分浓度测量方法中，
对所述测量对象液测量可观测到光的吸收的270nm～400nm之间的预定波长带内的预定波长下的吸光度，
在所述吸光度满足预定基准的情况下，根据该吸光度、和表示所述油分的浓度与该预定波长下的吸光度之间的关系的第1标准曲线，求出所述油分的浓度值，
在不满足所述预定基准的情况下，在对所述测量对象液测量了所述预定波长带内的吸光度的光谱之后，根据在该光谱中吸光度成为预定吸光度时对应的波长、和表示所述油分的浓度与该预定吸光度下的波长之间的关系的第2标准曲线，求出所述油分的浓度值。
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