JP2000514187A - 流体、特に流体作動設備の圧力流体の有用な特性を監視する装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は流体作動設備の中の圧力流体（５）の有用な特性を監視する装置に関する。本発明によれば、それぞれが圧力流体の有用特性を表わす複数の測定された変数が、ポンプ（11）と組合わされ構造ユニットを形成する複数のセンサー（13，15，17）により決定され、構造ユニットは圧力流体を収容するタンク（３）の中に組込むことができ、センサー（13，15，17）は油圧回路でポンプ（11）と直列に接続されている。

Description

【発明の詳細な説明】 流体、特に流体作動設備の圧力流体の有用な特性を監視する装置 本発明は流体、特に試験装置を有する流体−作動設備における圧力流体の有用 な特性を監視する装置に関し、前記試験装置により流体の試験容量が流体を保有 する容器から取出され複数のセンサーを含む検出装置に供給され、それぞれが流 体の有用な特性を表わす一定の変数測定を行いかつ測定値を求めることができる ようにするものである。 流体−作動設備の作動に関し圧力流体の一定の特性を監視し流体の有用性の値 を求めまた機械等の組立体の制御と監視を行うことは、この値の決定が流体−作 動設備の作動にとって有用な状態での特性の保持に役立つ時非常に重要である。 特性が一定の境界値より小さく又はこれより大きい時該特性が作動中流体−作 動設備における使用の適応性に反対に作用することがあるような流体の有用な特 性はとりわけ、次のようなものである。 （ａ）固体を有する流体の汚染 （ｂ）流体の滑り又は潤滑特性 （ｃ）腐食を生じる他の物質の形式の流体、特に水の中の不純物 （ｄ）酸化を生じ、流体の劣化により有用性に反対の作用を与える、流体の中 の分解物又は劣化物の含有量 （ｅ）ポンプ及び／又は機械の組立体の流体供給状態、換言すれば流体容器の 中の充填度合（この流体の液面の高さは本発明では有用性と称される） 作動中に関連設備の作動能力を危うくする周囲の状況又は条件が生じた場合、 自動測定が行われ問題を回避又は克服する（例えば冷 却機器にスイッチを入れる）か、設備の作動を変更しもしくは調節し損傷を回避 するようにしなければならない。ともかくも操作質に障害の発生を知らせ、ある 対策がとられ、また同様に警報が発せられることが重要である。 長い間流体の有用な特性の監視は研究所で行われる試験容量の幾分か自動的な 試験及び分析によって達成されてきた。この公知の方法は特性の有用性の不完全 な値の決定が得られるにすぎなかったが、それは行われる分析と測定が、様々な 場所と時間で同時に測定値が集められる時においてのみ相互に比較できるからで ある。２つの異なった時に周期的に変わる試験サンプルに関しては、これらサン プルが同一の測定場所で取られるのを保証することができない。この方式におけ る異なった場所での２つの異なった大きさを示す周期的な測定は、例えば圧力勾 配や温度勾配のような勾配が存在しない場合においてのみ確認することができる 。この従来の方法の監視が行われている間に観察された時、これらの問題は“測 定誤差”と称され、そしてこの問題は監視の精度に著しく不利な作用を及ぼすも のとなる。 本発明の目的はこの問題の解決とこの解決を行う装置とを開示し、流体の特性 の有用性の精密で確実な数値を求めることを保証することである。 上記の型の装置に関し、この目的は、試験装置がセンサー装置と流体ポンプと 共に流体容器に嵌合できる構造ユニットに組合されまたセンサーが直列に流体ポ ンプに連結され同一の流体の流れが全てのセンサーを通って流れることができる ようにした本発明によって達成される。 この装置の使用により、一方において、１つの同一の流体の流れが数個のセン サーを通過するため時間と位置とが不定となる試験サ ンプルの問題が解決される。言いかえれば、任意の単一の測定点で行われる試験 方法が数個のセンサーを通過する１つの同一の流体の流れに生じる異なった変わ りやすい測定値の連続した決定を可能にする。したがって、作動にとって流体の 有用性に関係のある特性の最も広範囲にわたる誤差のない監視が保証される。 １つの有利な実施態様において、センサーは流体ポンプと直列連通部を形成す る流体流路と共に１つのセンサーブロックに一体化される。流体ポンプとポンプ を駆動するモーターと共にこの装置は、開口を通って流体のタンクに導入するこ とのできるフレームに取付けることができる。 この装置の特に簡単な構造が流体の導入のための、好ましくは管状の構造部分 を通って導入される開口として構成されたフレームを有することによって得られ 、またモーターとセンサーとが流体の中に浸漬されている間に作動できるように 構成される。 この種の実施態様に関し、センサー取付け装置のための締めつけ固定プレート 又はプレート桟がまた有利なやり方で構成され前記プレート桟がセンサーの信号 を処理する電子装置を支持し、これもまた流体中に浸漬されて作動するよう構成 することができる。 すでに述べたように、複数の異なった変動する測定が連続して測定されている という事実により、流体の有用性の問題のない監視が保証される。試験されるべ き流体の流れがセンサーブロックの中を流れる直列連結の装置は好ましくは、一 体化された不透明測定器を有し粒子の濃度を決定する粒子センサーと、粘度計と 、一体化されたNTC−抵抗器を有する水分センサーとを含み、その中の遊離した 水の含有量と流体の温度とを測定するようになっている。 制動コイルが一体化された摩擦ホイール粘度計の形式の粘度計の使用に関し、 有利には試験流体の流れの粘性だけでなく、とりわけ 流れの速度に対し感度のよい大きさの測定を容易にしかつ監視装置の作用の制御 を容易にするその流量をも、その測定値を求めることができるようにする。 特に有利な方法において、センサー取付けプレート桟がセンサー信号を処理し ている電子組立体と共に流体の中に浸漬されているこの特定の実施態様の場合、 流体の誘電定数が流体に直接接触しているプレート桟に取付けられた交差指型コ ンデンサーにより測定される。銅に関する流体の腐食作用は銅−導体ストリップ の交差指型コンデンサーの作用により回避することができる。 電子組立体により取出されたセンサーからの信号は好ましくは数字化され装置 にわたって比較される基準化された主要データに交換され、ある種のデータ端末 器により検出され処理される。このような装置は流体の状態に影響を及ぼす補助 組立体、例えば 補助的な流れ冷却又は加熱要素 水を除去するための補足的な流れフィルター すすぎ及び清掃ポンプ の特殊の直接制御に適合している。 以下に本発明が、図面に示される１つの典型的な実施態様について詳細に記載 される。 図面において、 図１は本発明の監視装置の１つの実施態様の油圧回路の簡略化された概略図を 示す。 図２は本発明装置の典型的な実施態様の一部を開放して示すさらに簡略化した 概略垂直断面図を示す。 図３は本質的に図２のIII−III線に対応する典型的な実施態様の断面図を示す 。 図１の破線内に示され、監視装置の構成要素を組込んでいる構造 ユニット１が設けられ、図示しない流体作動設備のための圧力流体５を担持する タンク３に嵌まるようになっている。構造ユニット１は油圧直列連結部を形成す る流れ通路７を含み、電気モーター９によって駆動されるポンプ11により、流体 の流れが前後に並んだ粒子センサー13と一体の制動コイル43を有する摩擦ホイー ルセンサー15と水分センサー17とを通って流れることができるようにしている。 流体５に浸漬されタンク３の中の充填液面の高さを決定する作用をする圧力セン サー19がまた示されている。 図２と３に示されるように、構造ユニット１は管状フレーム21を有し、管状フ レーム21はその頂端に取付けられた締めつけフランジ23によりタンク３の頂壁の 開口の縁と共働するよう螺着されまた取外しできそれによりフレーム21がタンク ３の圧力流体５に浸漬されるようにする。典型的な実施態様では、フレーム21が 堅い金属の保護ケージで形成され、これにより流体５の入口ための開放した構造 部分を形成する。軸受ブラケット又はプレート25と共に流体又はオイルに浸漬さ れて作動することのできるようになっているモーターとして構成されているポン プ11を作動するモーター９が、管状フレーム21のほぼ中間の高さに螺合されるこ とにより取付けられ、それによりモーターシャフト27がフレーム21の長手方向の 軸線29と同軸に延びるようにしている。モーターシャフト27の延長部分31がポン プ11の駆動端部と連結され、この場合ポンプ11は管状フレーム21の底の基底板33 上に置かれた歯車ポンプでありその下側の吸入側取入れ開口35がタンク３の圧力 流体５に浸漬されている。 基底板33をねじボルト37により軸受ブラケット又はプレート25に螺合により連 結することとこの取付け構造の意図しない結果として、管状フレーム21は金属− 保護ケージとして構成され、機械的に堅固な構造が得られる。 基底板33の頂面に取付けられたセンサーブロック39が図１に示される粒子セン サー13、摩擦ホイールセンサー15、水分センサー17及び圧力センサー19を含むセ ンサーを担持する。センサーブロック39は中間プレート41と共にまた流体通路７ をその内部に担持し、歯車ポンプ11の圧力発生側から始まり流体通路のためのセ ンサー13，15及び17を通る直列の油圧連通部をつくり出すようにする。 本発明の典型的な実施態様に関し、EP0427908B1から公知の型の粒子計数器が 粒子センサー13として設けられる。粘度計として作用する摩擦ホイールセンサー 15は、選択的に励勢されまた非励勢とされる制動コイル43を有するEP0446246B1 から公知の型のものである。制動コイル43が励勢されない時このセンサーは流量 決定の作用をすることができる。 Firma Michell計器によって参照符号TDT 300のもとに広められているセンサー が水分センサー17として設けられ、温度の決定のための一体化されたサーミスタ （NTC−抵抗器）を含んでいる。 圧力センサー19はピエゾ抵抗センサーであり、Firma Alcatel SEＬによって参 照符号DSIのもとに広められているセンサーである。 軸受ブラケット又はプレート25の下側に取付けられたセンサー取付けプレート 桟45がセンサー信号の数値決定と処理のために設けられた電子装置を支持してい る。浸漬モーターとして構成された電気モーター９と同じように、このセンサー 取付けプレート桟は圧力流体５の中に浸漬されて作動するようになっている。圧 力流体の誘電定数とその腐食状態との数値を求めるための電子装置の一部である 交差指型コンデンサーが銅に作用しそれにより圧力流体５との直接の接触を保持 する。 センサー取付けプレート桟45上の電子装置は種々の装置にわたって比較可能な 基準化されたデータを供給し例えば処理制御コンピュ ータとして作用するコンピュータ又はマイクロコンピュータを介して関連の流体 作動設備の作動を制御する。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】平成１０年６月５日（１９９８．６．５） 【補正内容】 明細書 流体、特に流体作動設備の圧力流体の有用な特性を監視する装置 本発明は請求項１の開示部分に含まれる特徴を有する装置に関する。 流体−作動設備の作動に関し圧力流体の一定の特性を監視し流体の有用性の値 を求めまた機械等の組立体の制御と監視を行うことは、この値の決定が流体−作 動設備の作動にとって有用な状態での特性の保持に役立つ時非常に重要である。 特性が一定の境界値より小さく又はこれより大きい時該特性が作動中流体−作 動設備における使用の適応性に反対に作用することがあるような流体の有用な特 性はとりわけ、次のようなものである。 （ａ）固体を有する流体の汚染 （ｂ）流体の滑り又は潤滑特性 （ｃ）腐食を生じる他の物質の形式の流体、特に水の中の不純物 （ｄ）酸化を生じ、流体の劣化により有用性に反対の作用を与える、流体の中 の分解物又は劣化物の含有量 （ｅ）ポンプ及び／又は機械の組立体の流体供給状態、換言すれば流体容器の 中の充填度合（この流体の液面の高さは本発明では有用性と称される） 作動中に関連設備の作動能力を危うくする周囲の状況又は条件が生じた場合、 自動測定が行われ問題を回避又は克服する（例えば冷却機器にスイッチを入れる ）か、設備の作動を変更しもしくは調節し損傷を回避するようにしなければなら ない。ともかくも操作質に障害の発生を知らせ、ある対策がとられ、また同様に 警報が発せられることが重要である。 流体の有用な特性の監視のために試験が多少とも自動化された方法で行われ試 験容量の分析が研究所でなされる時、この試験は特性の有用性の不完全な評価を もたらすものとなるが、その理由は行われる分析と測定が異なった測定場所で同 時に収集された時にのみ相互に比較される、換言すれば試験サンプリングの場所 が相互に一定の空間と時間の関係を有している時にのみ比較されるからである。 ２つの異なる時間の同期的な種々のサンプルのため、これらのサンプルは同じ測 定場所で採取るのを保証することはできない。この装置の異なった場所で２つの 異なる大きさを示す同時の測定は勾配、例えば圧力勾配と温度勾配がない場合に 確認される。この問題を回避するため引用された型の日本特許公開63−285467号 に開示された監視装置がすでに公知であり、センサーが流体ポンプに連結されそ れにより同一流体の流れがセンサーとポンプの両方を通って流れ１つの測定場所 の１つの試験サンプルに基づいて複数のセンサーを通過する１つの同一流体の流 れに対して異なる測定の連続した値を求めることを保証している。したがって有 用性に関する流体の特性の実質的に誤差のない監視が可能となる。 本発明の目的は簡単で特にコンパクトな構造であることを特徴とする上記の型 の装置を開示することである。この目的は本発明によれば請求項１に見られる特 徴を有する装置によって達成される。 全体の試験装置がフレーム上の１つのユニットに組合わされ、フレームがセン サーの信号を処理する電子組立体を備えたセンサー取付けプレート桟を含み、流 体の中に浸漬されて作動する方法のために構成されかつ流体容器の中に直接浸漬 することができるため、監視に必要とされる測定が高い精度でしかも装置にとっ て必要な空間を最小として測定値を求めることができる。 試験される流体の流れがセンサーブロックの中の装置を通って流 れる直列連結装置は、好ましくは粒子の濃度を決定する一体化された不透明測定 器を有する粒子センサーと、粘度計と、一体化されたNTC−抵抗器を有する水分 センサーとを含み、遊離した水の含有量と流体の温度とを測定する。 制動コイルが一体化された摩擦ホイール粘度計の形式の粘度計の使用に関し 、有利には試験流体の流れの粘性だけでなく、とりわけ流れの速度に対し感度の よい大きさの測定を容易にしかつ監視装置の作用の制御を容易にするその流量を も、その測定値を求めることができるようにする。 センサーの信号を処理する電子組立体を備えたセンサー取付けプレート桟が流 体の中に浸漬することを考慮して、流体の誘電定数の値が、流体に直接接触する プレート桟上に設けられた交差指型コンデンサーにより得られる。銅に関する流 体の腐食作用は銅−導体ストリップの交差指型コンデンサーの作用により回避す ることができる。 請求の範囲 1． 流体（５）、特に流体作動設備の中の圧力流体の有用な特性を試験装置 で監視する装置であって、該試験装置により流体（５）の試験容量が該流体を保 持する容器（３）から回収できかつセンサー装置に供給でき、該センサー装置が 、それぞれの流体の有用な特性を表わす異なった種々の測定値のための複数のセ ンサー（13，15，17）を含み、該複数のセンサーが流体ポンプ（11）と直列に接 続され同一の流体の流れが該センサーの全てを通って流れることができるように している流体の有用な特性を監視する装置において、前記センサー（13，15，17 ）が直列に接続した回路を形成する流体ポンプ（11）と流体の流れ通路（７）と 共に１つのセンサーブロックに一体化され、流体ポンプ（11）と該ポンプを駆動 するモーター（９）とがフレーム（21）に取付けられ、該フレーム（21）が流体 容器（３）の開口を通って該流体容器に導入できかつ流体（５）の導入のための 開放した構造部分、好ましくは管状構造部分として構成され、モーター（９）と センサー（13，15，17）とが流体（５）に浸漬されて作動するよう構成され、フ レーム（21）の内部に配設されかつセンサーの信号を処理する電子組立体を担持 するセンサー取付けプレート桟が、流体（５）に浸漬されて作動するよう構成さ れていることを特徴とする流体の有用な特性を監視する装置。 2． 少なくとも粒子センサー（13）と粘度計（15）が流体ポンプ（11）と直 列に接続されたセンサーとして設けられていることを特徴とする請求項１に記載 の装置。 3． センサーの直列接続部がまた水分センサー（17）を含んでいることを特 徴とする請求項２に記載の装置。 4． 温度センサーとして作用する水分センサー(17)に一体化さ れたサーミスターが設けられていることを特徴とする請求項３の装置。 5． 制動装置（43）を有する摩擦ホイールセンサー（15）が粘度計として設 けられていることを特徴とする請求項２から４のうちの１項に記載の装置。 6． 試験装置が流体容器（３）の中の充填液面の高さの値を求める圧カセン サー（19）を含んでいることを特徴とする請求項１から５のうちの１項に記載の 装置。 7． センサー取付けプレート桟（45）が流体（５）の誘電定数の値を求める ための交差指型のコンデンサーを含んでいる請求項１から６のうちの１項に記載 の装置。 8． センサー取付けプレート桟（45）が流体（５）の銅への腐食作用の値を 求めるための銅−導体ストリップの交差指型コンデンサーを含んでいることを特 徴とする請求項７に記載の装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 キルシェ，ベルンハルト ドイツ連邦共和国，デー―66399 マンデ ルバッハタル，イム フルーヘン 36

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 1． 流体（５）、特に流体作動設備の中の圧力流体の有用な特性を試験装置 で監視する装置であって、該試験装置により流体（５）の試験容量が該流体を保 持する容器（３）から回収できかつセンサー装置に供給でき、該センサー装置が 複数のセンサー（13，15，17）を含み流体の異なった変動する特性を表わす測定 された大きさを求め特性の有用性を決定するようにしている流体の有用な特性を 監視する装置において、前記試験装置がセンサー装置と流体ポンプ（11）と共に 流体容器（３）の中に組込むことのできる構造ユニット（１）に一体に組付けら れ、センサー（13，15，17）が流体ポンプ（11）に直列に連結され同じ流体の流 れが全てのセンサーを通って流れることができるようにしていることを特徴とす る流体の有用特性を監視する装置。 2． センサー（13，15，17）が流体ポンプ（11）と直列連通装置を形成する 流れ通路（７）と共に１つのセンサーブロック（39）に一体化されていることを 特徴とする請求項１に記載の装置。 3． 流体ポンプ（11）を有するセンサーブロック（39）と該ポンプを駆動す るモーター（９）とが流体容器（３）の開口を通って前記流体容器に導入できる フレーム（21）に取付けられていることを特徴とする請求項２に記載の装置。 4． フレーム（21）が開放された構造部分、好ましくは流体（５）を導入す るための管状構造部分として構成され、モーター（９）とセンサー（13，15，17 ）とが流体（５）の中に浸漬されて作動するよう構成されていることを特徴とす る請求項３に記載の装置。 5． フレーム（21）の内部に配設されセンサーの信号を処理する電子装置を 支持するセンサー取付けプレート桟（45）が流体（５） の中に浸漬されて作動するよう構成されていることを特徴とする請求項４に記載 の装置。 6． 少なくとも粒子センサー（13）と粘度計（15）が流体ポンプ（11）と直 列に接続されたセンサーとして設けられていることを特徴とする請求項１から５ のうちの１項に記載の装置。 7． センサーの直列接続部がまた水分センサー（17）を含んでいることを特 徴とする請求項６に記載の装置。 8． 温度センサーとして作用する水分センサー（17）に一体化されたサーミ スターが設けられていることを特徴とする請求項７の装置。 9． 制動装置（43）を有する摩擦ホイールセンサー（15）が粘度計として設 けられていることを特徴とする請求項１から９のうちの１項に記載の装置。 10．構造ユニット（１）が流体容器（３）の中の充填液面の高さを決定するた めの圧力センサー（19）を含んでいることを特徴とする請求項１から９のうちの １項に記載の装置。 11．センサー取付けプレート桟（45）が流体（５）の誘電定数を決定するため の組合わせコンデンサーを含んでいる請求項５から10のうちの１項に記載の装置 。 12．センサー取付けプレート桟（45）が流体（５）の銅への腐食作用を決定す るための銅−導体ストリップの組合わせコンデンサーを含んでいることを特徴と する請求項11に記載の装置。