JP2007024721A

JP2007024721A - 流動オイルの流量検出装置

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Publication number: JP2007024721A
Application number: JP2005208559A
Authority: JP
Inventors: Fumio Tanaka; 文夫田中; Akio Makita; 昭夫蒔田
Original assignee: Lube Corp
Current assignee: Lube Corp
Priority date: 2005-07-19
Filing date: 2005-07-19
Publication date: 2007-02-01

Abstract

【課題】パイプの彎曲部をオイルが粒状にて流動することを利用して、パイプ内を流動するオイルの流量を検出することのできる流動オイルの流量検出装置を提供することである。
【解決手段】透光性を有するパイプＰに形成された彎曲部Ｐｃに対して光を照射する発光素子２１と、発光素子２１から照射されパイプＰの彎曲部Ｐｃを通過した光を受光し、その受光光量に応じた信号を出力する受光素子２２と、受光素子２２からの信号に基づいてパイプＰの彎曲部Ｐｃを粒状にて流動するオイルのオイル粒子の有無に応じて変化する検出信号を生成する検出信号生成処理ユニット１００と、検出信号生成処理ユニット１００にて生成された前記検出信号のオイル粒子有りに相当する部分を計数するパルスカウンタ２０１と、パルスカウンタ２０１にて得られる計数値に基づいて流量情報を生成する演算処理部２０５とを有する構成となる。
【選択図】図６

Description

本発明は、透光性を有するパイプ内を流動するオイルの流量を検出する流動オイルの流量検出装置に関する。

従来、例えば、工作機械や産業機械などの潤滑システムにおいて、微量のオイルをエアーによってパイプ内を所謂オイルアンドエアーの状態で流し、該オイルをパイプ先端のノズルから噴出させるオイル供給システムが提案されている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。このシステムでは、透光性を有するパイプが用いられ、そのパイプに形成された彎曲部にオイルの有無を光学的に検出する検出器が配置されている。検出器は、パイプの彎曲部に対して光を照射する発光素子と、該発光素子から照射される前記パイプの彎曲部を通過した光を受光する受光素子とからなっている。

微量のオイルがオイルアンドエアーの状態でパイプの彎曲部を流れる際、オイルはその彎曲部の曲率半径の小さい側の内壁面に沿って流動することが知られている。これは、エアーが彎曲した流路を高速に流れる場合に、その流路のより外側ほど流速が大きくなることがその一因になっているものと考えられる。即ち、オイルアンドエアーの状態でパイプの彎曲部を流れるオイルがエアーの流速の比較的小さくなる該彎曲部の曲率半径の小さい側の内壁面に押しやられているものと考えられる。

前記検出器の配置されたパイプの彎曲部では、オイルアンドエアーの状態でオイルがその彎曲部の曲率半径の小さい側の内壁面沿って流動するものと、その流動軌跡が特定されることから、前記検出器によってオイルの有無を光学的に比較的精度良く検出することができる。具体的には、発光素子から透光性を有するパイプの彎曲部に照射された光は、その彎曲部を流動するオイルによって屈折、散乱、遮光、吸収等されることから、前記発光素子からの光をパイプの彎曲部を介して受光する受光素子での受光光量がオイルの有無に応じて変化する。この受光素子での受光光量の変化に基づいてパイプ内を流動するオイルの有無を検出することができるようになる。
特開２００１−２２７９９６号公報特開２００３−８３７７９号公報

ところで、実際にパイプ内に正常にオイルが供給されているか否かを把握する等のために、パイプ内を流動するオイルの流量を検出することが望まれている。しかしながら、前述した従来の技術では、その具体的な仕組みが提案されていない。一方、本願発明者の研究により、パイプに整流機構を設けると共にエアー圧力、エアー流量、供給オイル量等を適正に設定することにより、ある粘度のオイルを粒状にてパイプの彎曲部を流動させることができることが分かった。

そこで、本発明は、パイプの彎曲部をオイルが粒状にて流動することを利用して、パイプ内を流動するオイルの流量を検出することのできる流動オイルの流量検出装置を提供するものである。

本発明に係る流動オイルの流量検出装置は、透光性を有するパイプに形成された彎曲部に対して光を照射する発光素子と、該発光素子から照射され前記パイプの彎曲部を通過した光を受光し、その受光光量に応じた信号を出力する受光素子と、該受光素子からの信号に基づいて前記パイプの彎曲部を粒状にて流動するオイルのオイル粒子の有無に応じて変化する検出信号を生成する検出信号生成手段と、該検出信号生成手段にて生成された前記検出信号のオイル粒子有りに相当する部分を計数する計数手段と、該計数手段にて得られる計数値に基づいて流量情報を生成する流量情報生成手段とを有する構成となる。

このような構成により、発光素子から照射される光をパイプの彎曲部を通して受光する受光素子からの受光光量に応じた信号に基づいて生成される前記パイプの彎曲部を粒状にて流動するオイルのオイル粒子の有無に応じて変化する検出信号のオイル粒子有りに相当する部分を計数しているので、その計数値は、流動するオイル粒子の数を表し得る。その結果、その計数値に基づいて生成される流量情報は、前記流動するオイル粒子の数を反映したものとなり得る。

また、本発明に係る流動オイルの流量検出装置において、前記検出信号生成手段は、前記受光素子からの信号に基づいて前記受光素子での受光光量の変化に応じてレベル変化する受光信号を生成する前処理手段と、前記受光信号からその直流成分を除去して変化信号を生成する直流除去手段とを有し、前記変化信号に基づいて前記検出信号を生成する構成とすることができる。

このような構成により、受光素子からの信号に基づいて生成された受光光量に応じてレベル変化する受光信号からその直流成分を除去した変化信号に基づいて検出信号が生成されるので、その検出信号は、受光光量に対する定常的な影響成分が除去されたものとなり、より的確にオイル粒子の有無に応じて変化するものとなり得る。

また、本発明に係る流動オイルの流量検出装置において、前記前処理手段は、前記レベル変化から所定の変化成分の除去された前記受信信号を生成するフィルタ手段を有する構成とすることができる。

このような構成により、特にオイル粒子表面での散乱光や屈折光の影響に起因した所定の変化成分の除去された受光信号を生成することができるようになるので、該受光信号から直流成分の除去された変化信号に基づいて生成される検出信号は、更に的確にオイル粒子の有無に応じて変化するものとなり得る。

更に、本発明に係る流動オイルの流量検出装置において、前記直流除去手段は、前記受信信号からその直流成分レベルを抽出する直流成分抽出手段と、前記受光信号から前記直流成分レベルを減じて前記変化信号を生成するレベル減算処理手段とを有する構成とすることができる。

このような構成により、受光素子からの信号に基づいて生成された受光光量に応じてレベル変化する受光信号からその直流成分を除去した変化信号を容易に生成することができるようになる。

また、本発明に係る流動オイルの流量検出装置において、前記検出信号生成手段は、前記直流成分レベルを基準にして前記変化信号から該変化信号のレベル変化に応じた矩形波信号を生成する矩形波信号生成手段を有し、該矩形波信号に基づいた矩形波状の検出信号を生成する構成とすることができる。

このような構成により、パイプの汚れ等の長期的な変化に伴って受光信号の直流成分レベルが長期的に変化しても、その直流成分レベルを基準にしてオイル粒子の有無をより的確に表し得る矩形波信号に基づいた検出信号を生成することができるようになる。

また、本発明に係る流動オイルの流量検出装置において、前記矩形波信号生成手段は、前記変化信号を反転増幅して反転増幅信号を生成する増幅手段と、前記反転増幅信号と前記直流成分レベルとを比較する比較手段を有し、該比較手段の比較結果に応じた矩形波信号を生成する構成とすることができる。

このような構成により、オイル粒子の有無をより的確に表し得る矩形波信号を容易に生成することができるようになる。

更に、本発明に係る流動オイルの流量検出装置において、前記計数手段は、前記矩形波状の検出信号の矩形パルス数を計数するパルスカウンタを有する構成とすることができる。

このような構成により、矩形波形状の検出信号のオイル粒子有りに相当する部分となる矩形パルスの数を容易に計数することができるようになる。

また、本発明に係る流動オイルの流量検出装置において、前記流量情報生成手段は、オイル粒子の単位個数当たりのオイル量を表す単位オイル量を取得する取得手段と、前記計数値と前記単位オイル量とに基づいて前記流量情報を生成する演算処理手段とを有する構成とすることができる。

このような構成により、流動するオイル粒子の数を表し得る前記検出信号のオイル粒子有りに相当する部分の計数値とオイル粒子の単位個数当たりのオイル量を表す単位オイル量とに基づいて流量情報が生成されるので、該流量情報は、流動するオイルの流量を直接的に表し得るものとなる。

また、本発明に係る流動オイルの流量検出装置において、前記流量情報生成手段は、前記単位オイル量を予め記憶する記憶手段を有し、前記取得手段は、前記記憶手段から前記単位オイル量を取得する構成とすることができる。

このような構成により、単位オイル量が記憶手段に予め記憶されているので、前記流量情報を生成する際に容易に単位オイル量を取得することができるようになる。

更に、本発明に係る流動オイルの流量検出装置において、前記演算処理手段は、所定時間に得られた前記計数値と前記単位オイル量とに基づいて前記流量情報を生成する構成とすることができる。

このような構成により、所定時間に流動するオイル量を直接的に表し得る流量情報を生成することができる。

また、本発明に係る流動オイルの流量検出装置は、前記流量情報を提示する流量提示手段を有する構成とすることができる。

このような構成により、利用者は、提示される流量情報に基づいてパイプ内を粒状にて流動するオイルの流量を把握することができるようになる。

本発明に係る流動オイルの流量検出装置によれば、オイル粒子の有無に応じて変化する検出信号のオイル粒子有りに相当する部分を計数して得られた計数値に基づいて流動するオイル粒子の数を反映し得る流量情報が生成されるので、その数の大小に応じた流量の多少を表し得る流量情報をもって検出結果とするパイプ内を流動するオイルの流量検出が可能となる。

以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて説明する。

本発明の実施の形態に係る流動オイルの流量検出装置が適用されるオイル供給システムは、例えば、工作機械や産業機械などの潤滑システムに用いられ、図１に示すように構成される。

図１において、このオイル供給システムは、エアー源１０、レギュレータ１１ａ、開放状態と閉鎖状態の切換えを行なう切換え弁１２及びオイル供給装置１３を有しており、エアー源１０からレギュレータ１１ａ及び切換え弁１２を介してオイル供給装置１３に至るエアー通路が形成されている。切換え弁１２が僅かな時間開放状態に切換えられると、レギュレータ１１ａによって所定圧力に調整されたエアー源１０からのエアーが切換え弁１２を介してオイル供給装置１３に供給される。オイル供給装置１３は、エアー駆動されるプランジャポンプ１３ａを有しており、供給されるエアーによってプランジャポンプ１３ａからオイル通路を通してミキシングブロック１５の入力ポートに定量のオイルが吐出される。

また、このオイル供給システムは、レギュレータ１１ｂ及び弁１４を有しており、エアー源１０からレギュレータ１１ｂ及び弁１４を介してミキシングブロック１５に至るエアー通路が形成されている。レギュレータ１１ｂにて所定圧力に調整されたエアーが弁１４を介してミキシングブロック１５の他の入力ポートに供給される。ミキシングブロック１５の出力ポートにはパイプＰの一端が結合されており、該パイプＰの他端にノズル１８が取付けられている。パイプＰには彎曲部Ｐｃが形成されており、その彎曲部Ｐｃに対して検出器２０が配置されている。

なお、レギュレータ１１ａと切換え弁１２との間のエアー通路には、オイル供給装置１３に供給されるエアーの圧力を計測する圧力計１６ａが設けられている。また、レギュレータ１１ｂと弁１４との間のエアー通路にはミキシングブロック１５に供給されるエアーの圧力を計測する圧力計１６ｂが設けられている。

このようなオイル供給装置では、エアー源１０からレギュレータ１１及び弁１４を介して所定圧力のエアーがミキシングブロック１５に供給されている状態で、切換え弁１２が僅かな時間開放状態に切換えられる。すると、エアー駆動されるオイル供給装置１３のプランジャポンプ１３ａから定量のオイルが前記エアーの供給されている状態となるミキシングブロック１５に吐出され、そのオイルが前記エアーによって所謂オイルアンドエアーの状態となってミキシングブロック１５からパイプＰを流れ、ノズル１８から吐出して対象物Ｔに供給される。

プランジャポンプ１３ａは、切換え弁１２により、例えば、１分〜５分の休止時間をおいて間欠的に駆動され、その一回のオイル供給量は、例えば、０．０１〜０．０５ｃｃに設定される。また、エアー圧力は、例えば、０．１ＭＰａ〜０．５ＭＰａに設定される。オイルが流動するパイプＰは、例えば、内径が２．５ｍｍ（外径が４ｍｍ）のナイロンチューブ等の樹脂パイプであって、透光性を有する。

パイプＰの彎曲部Ｐｃに対して設けられる検出器２０は、図２（ａ）に示すように、発光素子２１（例えば、ＬＥＤ）と受光素子２２（例えば、フォトトランジスタ）とから構成されている。発光素子２１は、パイプＰの彎曲部Ｐｃに対して所定光量となる光を照射し、受光素子２２は、発光素子２１から照射されパイプＰの彎曲部Ｐｃを通過した光を受光し、その受光光量に応じた電流信号を出力する。なお、発光素子２１、受光素子２２及びパイプＰの彎曲部Ｐｃの相対的な位置関係は、例えば、特許文献１及び特許文献２に開示される関係に設定されている。オイルアンドエアー状態となったオイルＯＬは、前述したように、彎曲部Ｐｃにおける曲率半径の小さい側の内壁面Ｐａに沿って流動する。この内壁面Ｐａに沿って流動するオイルＯＬによって発光素子２１から照射された光が屈折、散乱、吸収、遮光等の作用を受けることにより受光素子２２での受光光量が変化する。

ところで、本願発明者の研究により、パイプＰ内に整流機構を設けると共にエアー圧力、エアー流量、供給オイル量等を適正に設定することにより、ある粘度のオイルを図２（ｂ）に示すように粒状ＯＬＰにてパイプＰの彎曲部Ｐｃを流動させることができることが分かった。このようにパイプＰの彎曲部Ｐｃをオイルが粒状にて流動することを利用してそのオイルの流量を検出する本発明の実施の一形態に係る流量検出装置は、図３に示すように構成される。

図３において、この流量検出装置は、検出信号生成処理ユニット１００、流量情報生成処理ユニット２００、操作ユニット３００、情報提示ユニット５１及び情報送信ユニット５２を有する。検出信号生成処理ユニット１００は、発光素子２１から照射される光をパイプＰの彎曲部Ｐｃを通して受光する受光素子２２からの受光光量に応じた電流信号に基づいて前記彎曲部Ｐｃを粒状にて流動するオイルのオイル粒子の有無に応じて変化する検出信号を生成する。流量情報生成処理ユニット２００は、操作ユニット３００から後述するように入力されるオイル流動に係る条件と検出信号生成処理ユニット１００からの検出信号とに基づいてパイプＰの彎曲部Ｐｃを流動するオイルの流量を表す流量情報を生成する。情報提示ユニット５１は、表示装置やプリント装置等で構成され、流量情報生成処理ユニット２００により生成された流量情報を利用者に対して提示（表示、プリントアウト等）する。また、情報送信ユニット５２は、前記流量情報を他のシステムまたは装置に有線または無線によって送信する。

まず、検出信号生成処理ユニット１００は、図４に示すように構成される。

図４において、検出信号生成処理ユニット１００は、光量−電圧変換回路１０１（前処理手段）、フィルタ回路１０２、直流成分分離回路１０３、減算回路１０４、反転増幅回路１０５、電圧比較回路１０６及び出力回路１０７を有する。光量−電圧変換回路１０１は、受光素子２２からのその受光光量に応じた電流信号を電圧信号に変換し、その電圧信号を受光信号として出力する。当該受光信号は、受光素子２２での受光光量の変化に応じてレベル変化するものとなる。受光素子２２から出力される電流信号に対応した前記受光信号（光量−電圧変換回路１０１の出力信号）は、直流成分と交流成分とを含み、該交流成分は更にその変化速度が比較的遅い長周期交流成分とその変化速度が比較的速い短周期交流成分とに大別される。前記直流成分は、パイプＰ（彎曲部Ｐｃ）の光透過率に対応した成分で略一定である。ただし、パイプＰの汚れ等によってこの直流成分も長期的には変化する。長周期交流成分は、パイプＰ内のオイル層の平均厚みの変化による光減衰量の変化に対応したもので、オイルの色、オイルの粘度によって影響され得る。短周期交流成分は、オイルの粒状となる流動形態の特徴的な変化に応じた受光光量変化に対応したものとなる。具体的には、前記受光信号は、図５（ａ）に示すように、パイプＰの光透過率に対応したレベルＥｏ（直流成分）にオイル粒子の有無に対応した変化成分（短周期変化成分）が重畳したものとなる。

オイル粒子の表面部分での光の散乱や屈折に起因して受光素子２２での受光光量が微妙に変化する。そのため、その受光光量に対応する前記受光信号は、図５（ａ）に示すように、オイル粒子の有無に直接対応しない変化成分Ａを含んだ波形となり得る。フィルタ回路１０２は、前記変化成分Ａを除去するようにその特性が設定されている。これにより、前記受光信号に対してフィルタ処理を施すフィルタ回路１０２からの出力信号は、前記受光信号から前記変化成分Ａの除去された図５（ｂ）に示すような波形となる。

直流成分分離回路１０３及び減算回路１０４は直流成分除去手段を構成する。直流成分分離回路１０３は、フィルタ回路１０２での処理を経た受光信号（図５（ｂ）参照）からパイプＰの光透過率に対応した直流成分Ｅｏを分離抽出する。減算回路１０４は、直流成分分離回路１０３にて得られた直流成分Ｅｏをフィルタ回路１０２での処理を経た受光信号から減ずる処理を行なう。その結果、減算回路１０４からの出力信号は、流動するオイル粒子の有無を直接表し得る、図５（ｃ）に示すような変化信号となる。

反転増幅回路１０５は、減算回路１０４からの変化信号（図５（ｃ）参照）を次段の電圧比較回路１０６にて処理可能なレベルに増幅すると共にその極性を反転させる。これにより、前記直流成分Ｅｏの除去によって、負極性となった変化信号（減算回路１０４からの出力信号）が、図５（ｄ）に示すように、正極性の信号となる。電圧比較回路１０６は、図５（ｅ）に示すように、直流成分分離回路１０３にて得られた前記受光信号の直流成分Ｅｏに基づいて決められる基準電圧Ｔｈ_Eoと反転増幅回路１０５からの増幅反転後の変化信号とを比較し、図５（ｆ）に示すように、該基準電圧Ｔｈ_Eoに対する当該変化信号のレベルの大小に応じた矩形波信号を生成する。出力回路１０７は、フォトカプラ等により構成されるフローティング構造となり、電圧比較回路１０６からの矩形波信号（図５（ｆ）参照）に対して所定の出力処理を施して矩形波状の検出信号を出力する。

前述したような処理にて受光素子２２での受光光量に応じて変化する受光信号から生成された矩形波状の検出信号は、オイル粒子の表面部分での光の散乱や屈折に起因した変化成分Ａ（図５（ａ）参照）が除去されると共に、受光光量に対する定常的な影響成分（直流成分）が除去されたものなり、的確にオイル粒子の有無に応じて変化するものとなり得る。即ち、前記矩形波状の検出信号の矩形パルスの数が流動するオイル粒子の数をより的確に表し得るものとなる。また、前記検出信号を生成する過程で得られる矩形波信号（電圧比較回路１０６の出力信号：図５（ｆ）参照））を生成するための基準電圧Ｔｈ_Eoが、受光信号の直流成分Ｅｏに基づいて生成されることから、パイプＰの汚れにより前記直流成分Ｅｏが変動しても、より的確にオイル粒子の有無に対応して変化する矩形波状の検出信号を生成することができるようになる。なお、パイプＰの汚れによる前記直流成分Ｅｏの変動が非常に長周期的なものであれば、前記矩形波信号を生成するための基準電圧Ｔｈは、固定的な所定電圧に設定することもできる。

次に、流量情報生成処理ユニット２００は、図６に示すように構成される。

図６において、流量情報生成処理ユニット２００は、パルスカウンタ２０１、記憶部２０２、入力処理部２０３及び演算処理部２０５を有する。パルスカウンタ２０１は、前述した検出信号生成処理ユニット１００にて生成された矩形波状の検出信号を入力し、その矩形パルスを計数する。前記検出信号の矩形パルスの数が流動するオイル粒子の数を表すことから、パルスカウンタ２０１での計数値は流動するオイル粒子の数を表すことになる。記憶部２０２は、オイル流動に係る条件毎に、予め定められたオイル粒子の単位個数当たりのオイル量を表す単位オイル量が記憶されている。具体的には、図７に示すように、
「気温（℃）」、「オイル吐出量（ｃｃ）」、「吐出時間（分）」、「オイル粘度（ＶＧ）」、「エアー圧力（ＭＰａ）」、「エアー流量（Ｎｌ／min）」、「パイプ内径（mm）」、「パイプ長（mm）」等
で決まるオイル流動に係る条件に対応させて、単位個数（例えば、１００個）当たりのオイル量を表す単位オイル量の最大値となる最大単位オイル量Ｘmax、その平均値となる平均単位オイル量Ｘs及びその最小値となる最小単位オイル量Ｘminが記憶部２０２に記憶されている。

図１に示すようなオイル供給システムにおいて、あるオイル流動に係る条件に従って実際に所定量のオイルを吐出させたときに、パルスカウンタ２０１での１０秒毎の計数値が例えば、図８に示すように推移する。このような計数値の推移と、実際に吐出したオイル量とに基づいて、単位個数当たりのオイル量を求める。そして、このような測定を繰り返し実行し、統計的に当該オイル流動に係る条件に対応した前記最大単位オイル量Ｘmax、平均単位オイル量Ｘs、最小単位オイル量Ｘminを得ることができる。

入力処理部２０３は、操作部３００から入力された当該流量検出装置が適用されるオイル供給システムでの実際のオイル流動に係る条件を所定の形式にて演算処理部２０５に供給する。演算処理部２０５は、入力処理部２０３から供給されたオイル流動に係る条件に合致する条件に対応した単位オイル量（最大単位オイル量Ｘmax、平均単位オイル量Ｘs、最小単位オイル量Ｘmin）を記憶部２０２から読み出す。そして、演算処理部２０５は、得られた前記単位オイル量と、パルスカウンタ２０１からの計数値とに基づいて流量情報を生成する。

演算処理部２０５は、前記流量情報を情報提示ユニット５１または情報送信ユニット５２に供給する。情報提示ユニット５１は、演算処理部２０５からの流量情報に基づいてその流量を表示やプリントアウトして、当該流量情報の利用者への提示を行なう。また、情報送信ユニット５２は、演算処理部２０５から流量情報を入力すると、その流量情報を有線または無線のネットワークを介して他のシステムまたは装置に送信する。

前述した演算処理部２０５は、例えば、図９に示す手順に従って処理を行なう。
図９において、演算処理部２０５は、利用者による操作ユニット３００の操作により入力されたオイル流動に係る条件を入力処理部２０３を介して取得すると（Ｓ１）、パルスカウンタ２０１を始動させる（Ｓ２）。これにより、パルスカウンタ２０１は、検出信号生成処理ユニット１００からの検出信号の矩形パルスの計数動作を開始する。その後、演算処理部２０５は、予め設定された（または前記条件入力時に入力された）モニタ時間が経過したか否かの判定を行なう（Ｓ３）。

前記モニタ時間が経過したとの判定がなされると（Ｓ３でＹＥＳ）、演算処理部２０５は、流量演算を実行する（Ｓ４）。この流量演算では、前記取得したオイル流動に係る条件（Ｓ３での処理参照）に合致する条件に対応して図７に示すように記憶部２０２に記憶されている単位オイル量（最大単位オイル量Ｘmax、平均単位オイル量Ｘs、最小単位オイル量Ｘmin）が読み出され、その単位オイル量にその時点でのパルスカウンタ２０１からの計数値を乗ずることによりオイル量が算出される。即ち、最大単位オイル量Ｘmaxに前記計数値を乗じて得られた最大量Ｙmaxと、平均単位オイル量Ｘsに前記計数値を乗じて得られた平均量Ｙsと、最小単位オイル量Ｘminに前記計数値を乗じて得られた最少量Ｙminを含む流量情報が生成される。

演算処理部２０５は、前述したようにして生成された流量情報を前記モニタ時間の情報と共に情報提示ユニット５１（例えば、表示装置）に出力する（Ｓ５）。これにより、情報提示ユニット５１（例えば、表示装置）には、図１０に示すように、モニタ時間ｔm＝hh：mm：ss（時：分：秒）と共に、前記最大量Ｙmax＝α１ cc、前記平均量Ｙs＝α０ cc、及び前記最少量Ｙmin＝α２ ccが表示される。利用者は、このようにして提供される流量情報に基づいて、モニタ時間ｔｍにα１ cc（最大量）とα２ cc（最少量）との間の量のオイルが流動していることを知ることができ、また、そのモニタ時間ｔm＝hh：mm：ssに平均的にα０ cc（平均量）のオイルが流動していることを知ることができる。このようにあるモニタ時間ｔmに流動するオイルの量を知ることができるので、オイル供給システムが正常に動作しているか否かを容易に判断することができるようになる。

図９に戻って、演算処理部２０５は、流量情報を出力すると（Ｓ５）、パルスカウンタ２０１をリセットし（Ｓ６）、終了操作がなされた否かを判定する（Ｓ７）。この時点でまだ終了操作がなされていなければ（Ｓ７でＮＯ）、演算処理部２０５は、再度パルスカウンタ２０１を始動させ（Ｓ２）、前述した処理（Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６）と同様の処理を実行する。その過程で得られた流量情報（Ｓ４）は情報提示ユニット５１に送られ（Ｓ５）、その新たに送られた流量情報に基づいて、前述したように表示された（図１０参照）、最大量Ｙmax、平均量Ｙs及び最少量Ｙminが更新される。

なお、前述した処理の過程で前記流量情報が演算処理部２０５から情報送信ユニット５２に送られると（Ｓ５）、その流量情報（最大量Ｙmax、平均量Ｙs、最少量Ｙmin）が情報送信ユニット５２から有線または無線にて他のシステムまたは装置に送信される。その結果、オイル供給システム（図１参照）から遠隔に設けられた当該他のシステムまたは装置によって、当該オイル供給システムのパイプＰを流動するオイルの流量をモニタすることができるようになる。

前述した処理の過程で終了操作がなされると（Ｓ７でＹＥＳ）、演算処理部２０５は、前述した処理を終了する。

前述したような流動オイルの流量検出装置によれば、矩形パルスの１つ１つがオイル粒子に対応した矩形波状の検出信号が生成され、その検出信号の矩形パルスのモニタ時間での計数値にオイル粒子単位個数当たりの単位オイル量（最大単位オイル量Ｘmax、平均単位オイル量Ｘs、最小単位オイル量Ｘmin）を乗じることにより得られたオイル量（最大量Ｙmax、平均量Ｙs、最少量Ｙmin）の含まれる流量情報が生成されるので、その流量情報をもって検出結果とするパイプ内を流動するオイルの流量検出が可能となる。

なお、前記流量情報は、前述したオイル流量（最大量Ｙmax、平均量Ｙs、最少量Ｙmin）を含むものに限定されず、パイプＰ内を流動するオイルの量に対応するものであれば、例えば、最大量Ｙmax、平均量Ｙs、最少量Ｙminのいずれかだけを含むものであっても、また、検出信号の矩形パルスの計数値であってもよい。

また、なお、前述した検出信号処理ユニット１００と流量情報生成処理ユニット２００とは、単一の装置内に構成しても、別々の装置内に構成することもできる。

以上、説明したように、本発明に係る流動オイルの流量検出装置は、オイル粒子の数の大小に応じた流量の多少を表し得る流量情報をもって検出結果とするパイプ内を流動するオイルの流量検出が可能となるという効果を有し、透光性を有するパイプ内を流動するオイルの流量を検出する流動オイルの流量検出装置として、例えば、工作機械や産業機械などの潤滑システムにおいて有用である。

本発明の実施の一形態に係る流動オイルの流量検出装置が適用されるオイル供給システムを示す図である。オイル検出部の構成例及びパイプ内を流動するオイルの流動形態を表す図である。本発明の実施の一形態に係る流動オイルの流量検出装置を示すブロック図である。図３に示す流量検出装置における検出信号生成処理ユニットの構成例を示すブロック図である。図４に示す検出信号生成処理ユニットにおける各部からの出力信号の状態を示す波形図である。図３に示す流量検出装置における流量情報生成処理ユニットの構成例を示すブロック図である。図６に示す流量情報生成処理ユニットにおける記憶部に記憶されたオイル流動に係る条件と単位オイル量との関係を示す図である。検出信号の矩形パルスの計数値の推移例を示す図である。図６に示す流量情報生成処理ユニットにおける演算処理部での処理手順を示すフローチャートである。流量情報の提示例（表示例）を示す図である。

符号の説明

２０検出器
２１発光素子
２２受光素子
５１情報提示ユニット
５２情報送信ユニット
１００検出信号生成処理ユニット
１０１光量−電圧変換回路
１０２フィルタ回路
１０３直流成分分離回路
１０４減算回路
１０５反転増幅回路
１０６電圧比較回路
１０７出力回路
２００流量情報生成処理ユニット
２０１パルスカウンタ
２０２記憶部
２０３入力処理部
２０５演算処理部
３００操作ユニット

Claims

透光性を有するパイプに形成された彎曲部に対して光を照射する発光素子と、
該発光素子から照射され前記パイプの彎曲部を通過した光を受光し、その受光光量に応じた信号を出力する受光素子と、
該受光素子からの信号に基づいて前記パイプの彎曲部を粒状にて流動するオイルのオイル粒子の有無に応じて変化する検出信号を生成する検出信号生成手段と、
該検出信号生成手段にて生成された前記検出信号のオイル粒子有りに相当する部分を計数する計数手段と、
該計数手段にて得られる計数値に基づいて流量情報を生成する流量情報生成手段とを有することを特徴とする流動オイルの流量検出装置。
前記検出信号生成手段は、前記受光素子からの信号に基づいて前記受光素子での受光光量の変化に応じてレベル変化する受光信号を生成する前処理手段と、
前記受光信号からその直流成分を除去して変化信号を生成する直流除去手段とを有し、前記変化信号に基づいて前記検出信号を生成することを特徴とする請求項１記載の流動オイルの流量検出装置。
前記前処理手段は、前記レベル変化から所定の変化成分の除去された前記受信信号を生成するフィルタ手段を有することを特徴とする請求項２記載の流動オイルの流量検出装置。
前記直流除去手段は、前記受信信号からその直流成分レベルを抽出する直流成分抽出手段と、
前記受光信号から前記直流成分レベルを減じて前記変化信号を生成するレベル減算処理手段とを有することを特徴とする請求項２または３記載の流動オイルの流量検出装置。
前記検出信号生成手段は、前記直流成分レベルを基準にして前記変化信号から該変化信号のレベル変化に応じた矩形波信号を生成する矩形波信号生成手段を有し、該矩形波信号に基づいた矩形波状の検出信号を生成することを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載の流動オイルの流量検出装置。
前記矩形波信号生成手段は、前記変化信号を反転増幅して反転増幅信号を生成する増幅手段と、
前記反転増幅信号と前記直流成分レベルとを比較する比較手段を有し、該比較手段の比較結果に応じた矩形波信号を生成することを特徴とする請求項５記載の流動オイルの流量検出装置。
前記計数手段は、前記矩形波状の検出信号の矩形パルス数を計数するパルスカウンタを有することを特徴とする請求項５または６記載の流動オイルの流量検出装置。
前記流量情報生成手段は、オイル粒子の単位個数当たりのオイル量を表す単位オイル量を取得する取得手段と、
前記計数値と前記単位オイル量とに基づいて前記流量情報を生成する演算処理手段とを有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の流動オイルの流量検出装置。
前記流量情報生成手段は、前記単位オイル量を予め記憶する記憶手段を有し、
前記取得手段は、前記記憶手段から前記単位オイル量を取得することを特徴とする請求項８記載の流動オイルの流量検出装置。
前記演算処理手段は、所定時間に得られた前記計数値と前記単位オイル量とに基づいて前記流量情報を生成することを特徴とする請求項８または９記載の流動オイルの流量検出装置。
前記流量情報を提示する流量提示手段を有することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の流動オイルの流量検出装置。