JP2014153273A

JP2014153273A - 比抵抗測定回路、比抵抗測定装置、液体試料管理方法及び液体試料管理システム

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Publication number: JP2014153273A
Application number: JP2013024791A
Authority: JP
Inventors: Riichiro Suzuki; 理一郎鈴木; Tsunetoshi Sugawara; 常年菅原; Tasashi Oshio; 直史置塩
Original assignee: Horiba Advanced Techno Co Ltd; JX Nippon Oil and Energy Corp
Current assignee: Horiba Advanced Techno Co Ltd; Eneos Corp
Priority date: 2013-02-12
Filing date: 2013-02-12
Publication date: 2014-08-25
Anticipated expiration: 2033-02-12
Also published as: JP5509358B1

Abstract

【課題】液体試料の比抵抗を連続して精度良く測定できるとともに、測定に伴う液体試料の変質等の劣化を防ぐ。
【解決手段】液体試料の劣化を検知するために比抵抗を測定する比抵抗測定回路Ｃであって、外部電極２１及び内部電極２２の間に生じる電圧を検出することによって、液体試料の比抵抗を算出するものであり、外部電極２１及び内部電極２２の間に、振幅が１Ｖ〜４２Ｖで周波数が０．５Ｈｚ〜３０Ｈｚの矩形波交流電圧を印加する。
【選択図】図４

Description

本発明は、例えば潤滑油等の液体試料の比抵抗を測定する比抵抗測定装置、当該比抵抗測定装置に用いられる比抵抗測定回路、前記比抵抗測定装置を用いた液体使用管理方法及び液体試料管理システムに関するものである。

従来、絶縁性の液体であるＩＰＡ（イソプロピルアルコール）の比抵抗を測定するものとして、特許文献１に示すものが考えられている。この比抵抗測定装置は、外部電極及び内部電極に交流電圧を印加して、外部電極及び内部電極の間に位置するＩＰＡの比抵抗を測定するものである。

ここで、ＩＰＡの比抵抗は１０００ＭΩ・ｃｍ程度であり、外部電極及び内部電極に印加する交流電圧としては、振幅が２Ｖ程度で周波数が１００Ｈｚのものを用いている。なお、ＩＰＡの他にも、純水等の比抵抗も同様の交流電圧を用いて測定することが一般的である。

一方、潤滑油等のオイルの劣化を検知するために当該オイルの比抵抗を測定するものとして、前記比抵抗測定装置を用いることが考えられている。

しかしながら、オイルの比抵抗は、ＩＰＡの比抵抗に比べて数十倍〜数百倍大きいため、外部電極及び内部電極を有する測定回路に流れる電流が小さいため測定が難しく、また測定回路の浮遊容量によって、交流電圧による応答が悪くなってしまう。そうすると、周波数１００Ｈｚの交流電圧を印加した場合には、測定回路から出力される信号（例えば出力電圧）が安定する前に交流電圧の正負が切り替わってしまうため、オイルの比抵抗測定を精度良く行うことができないという問題がある。

また、オイルの比抵抗を測定するために、外部電極及び内部電極に印加する電圧を例えば１０００Ｖ等の高電圧にして、検出電流を大きくすることが考えられる。なお、従来のオイルの比抵抗測定においては、高電圧を印加することが一般的である。

しかしながら、オイルに例えば１０００Ｖといった高電圧を印加すると、オイルが酸化して変質してしまい、測定によってオイルの劣化を招いてしまうという問題がある。

特許第３７６９１１９号公報

そこで本発明は、上記問題点を一挙に解決するためになされたものであり、液体試料の比抵抗を連続して精度良く測定できるとともに、測定に伴う液体試料の変質等の劣化を防ぐことをその主たる所期課題とするものである。

すなわち本発明に係る比抵抗測定回路は、液体試料劣化を検知するために比抵抗を測定する比抵抗測定回路であって、一対の電極の間に生じる電圧を検出することによって、当該一対の電極間にある液体試料の比抵抗を測定するものであり、前記一対の電極の間に、振幅が１Ｖ〜４２Ｖで周波数が０．５Ｈｚ〜３０Ｈｚの矩形波交流電圧を印加することを特徴とする。ここで、液体試料には、潤滑油、潤滑用液状有機媒体、錆止め油、放電加工油、液圧作動媒体液、食用油等のオイル類、熱媒体液、熱処理液、ワニス・顔料・農薬等希釈用炭化水素系溶媒、洗浄用炭化水素系溶媒、流動性を有するグリス類、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）等のアルコールなどが含まれる。

このようなものであれば、上記のような矩形波交流電圧を印加しているので、電極及び液体試料の境界において電気二重層が形成されることを抑制し、液体試料の比抵抗を連続測定することができる。また、１Ｖ〜４２Ｖの電圧を印加することから測定中の液体試料の変質等の測定による劣化を防ぐことができる。ここで、１Ｖ〜４２Ｖの交流電圧としていることから、電源を安価に構成することができるとともに、感電した場合であっても人体への危険性を低減することができる。さらに、周波数が０．５Ｈｚ〜３０Ｈｚであるため、交流電圧の切り替え前において測定回路から出力される信号を安定させることができるので、液体試料の比抵抗を精度良く測定することができ、液体試料の劣化を精度良く検知することができる。この液体試料測定セルは、ＩＰＡの比抵抗に比べて数十倍〜数百倍大きいオイル等の液体試料の比抵抗を測定できるだけでなく、ＩＰＡ等の比抵抗が１０ＧΩ・ｃｍ未満の液体試料の比抵抗も当然に測定できる。

なお、外部電極及び内部電極に直流電圧を印加した場合には、電極と液体試料の境界の電気二重層に電荷が溜まってしまい、次第に電気二重層の電位が増加するに伴って電極間の電位勾配が低下し、イオンの移動が低下して、比抵抗が上昇する。これにより、液体試料の比抵抗を連続測定する場合に直流電圧を用いると、液体試料の比抵抗を精度良く測定することが難しい。

前記一対の電極に接続される配線の間に形成される浮遊容量の電位差をゼロとする、オペアンプを用いたシールドドライブ回路を有することが望ましい。これならば、一対の電極に接続される配線の間に形成される浮遊容量を測定回路から切り離すことができ、液体試料の比抵抗を示す信号の応答を速くすることができるとともに、その抽出を容易にすることができる。したがって、液体試料の比抵抗を精度良く測定することができ、液体試料の劣化を精度良く検知することができる。

このように構成した本発明によれば、測定に伴う液体試料の変質等の劣化を防ぎながら、液体試料の比抵抗を連続して精度良く測定できる。

本発明の一実施形態に係るオイル測定セルの縦断面図。同実施形態のオイル測定セルの横断面図。同実施形態の比抵抗測定装置の制御機器の機能構成図。同実施形態の比抵抗測定回路を示す模式図。オイルの比抵抗の経時変化を示す模式図。複数のオイルにおける比抵抗及び温度の関係を示す模式図。同実施形態の測定までのタイムチャートを示す図。同実施形態の比抵抗測定装置を用いたオイル管理システムを示す模式図。変形実施形態の比抵抗測定装置の制御機器の機能構成図。

以下に本発明に係る比抵抗測定装置の一実施形態について図面を参照して説明する。

本実施形態に係る比抵抗測定装置１００は、軸受や歯車等に用いられる潤滑油又は油圧装置等に用いられる作動油（以下、単にオイルという。）の劣化を検知するために当該オイル（液体試料）の比抵抗（電気抵抗率）を連続測定するものである。

具体的にこのものは、２電極方式のものであり、図１〜図３に示すように、円筒状をなす外部電極２１の内部に円柱状をなす内部電極２２を配置して、それら電極２１、２２の間にセル空間Ｓが形成されたオイル測定セル２と、外部電極２１に設けられて、セル空間Ｓに収容されたオイルを加熱するヒータ３と、外部電極２１及び内部電極２２の間に生じる電圧を検出することによって、オイルの比抵抗を測定する比抵抗測定部４と、オイルの加熱温度を示す加熱温度設定信号を受け付ける加熱温度設定信号受付部５と、その加熱温度設定信号に基づいてヒータ３を制御するヒータ制御部６とを備えている。なお、本実施形態では、前記比抵抗測定部４、前記加熱温度設定信号受付部５及び前記ヒータ制御部６が制御機器１０により構成されている。以下、各部について説明する。

オイル測定セル２は、図１及び図２に示すように、円筒状の外部電極２１と、この外部電極２１に挿入されて外部電極２１と同軸状に設けられる円柱状の内部電極２２と、外部電極２１及び内部電極２２を互いに固定するものであり、外部電極２１の両端開口を閉塞して外部電極２１の内面及び内部電極２２の外面の間にオイルを収容するセル空間Ｓを形成する絶縁部材２３とを備えている。

本実施形態の外部電極２１及び内部電極２２は、ステンレス鋼から形成されている。

また、絶縁部材２３は円環状をなすものであり、その開口部に内部電極２２の軸方向端部がＯリング等のシール部材２４を介して挿入されるとともに、その軸方向端面が外部電極２１の軸方向端面にＯリング等のシール部材２５を介して密着される。この絶縁部材２３は、円環状をなす固定部材２６により外部電極２１に固定されている。このように絶縁部材２３が軸方向両端部において外部電極２１及び内部電極２２を固定しているので、振動に強く、外部電極２１の内面及び内部電極２２の外面の隙間の変動を抑えることができるので、外部電極２１の内面及び内部電極２２の外面の隙間を小さくすることができ、セル定数を従来よりも１０分の１程度まで小さくすることができる。本実施形態では、オイル測定セル２のセル定数を例えば０．００１／ｃｍにできる。

そして、このオイル測定セル２は、軸方向一端側における内部電極２２に、セル空間Ｓにオイルを導入するためのオイル導入路Ｌ１が形成されており、軸方向他端側における内部電極２２に、セル空間Ｓからオイルを導出するためのオイル導出路Ｌ２が形成されている。これらオイル導入路Ｌ１の導入ポートＰ１及びオイル導出路Ｌ２の導出ポートＰ２には、例えばＰＦＡ等の絶縁性を有する材質からなる外部配管Ｈ１、Ｈ２が接続されている。このように外部配管Ｈ１、Ｈ２を絶縁性を有する管により構成することで、外界から絶縁してノイズ電流を低減し、安定して測定することができる。これら外部配管Ｈ１、Ｈ２は、直接又は他の接続管を介して、軸受や歯車等又は油圧装置等に接続されている。なお、外部配管Ｈ１には、図示しない流量計が設けられている。

オイル導入路Ｌ１は、内部電極２２の軸方向一端部に形成されており、オイル導入路Ｌ１がセル空間Ｓの軸方向一端部に連通する複数のオイル導入口Ｌ１ａを有している。また、オイル導出路Ｌ２は、内部電極２２の軸方向他端部に形成されており、オイル導出路Ｌ２がセル空間Ｓの軸方向他端部に連通する複数のオイル導出口Ｌ２ａを有している。なお、内部電極２２の軸方向一端部及び他端部は、外部電極２１よりも外側に延出した部分である。このように、絶縁部材２３に、オイル導入路Ｌ１及びオイル導出路Ｌ２を形成しているため、外部電極２１及び内部電極２２に導入ポートＰ１及び導出ポートＰ２を設ける必要が無く、外部電極２１及び内部電極２２の対向面積を大きくすることができ、セル定数を小さくすることができる。また、オイル導入路Ｌ１が複数のオイル導入口Ｌ１ａを有するため、セル空間Ｓにおける周方向にオイルを万遍なく行き渡らせることができるとともに、オイル導出路Ｌ２が複数のオイル導出口Ｌ２ａを有するため、セル空間Ｓ内部でのオイルの滞留を防ぎ、効率良く導出することができる。したがって、オイルの比抵抗を精度良く測定することができる。

また、本実施形態のオイル測定セル２においては、オイル導入口Ｌ１ａがセル空間Ｓの最下端に形成されており、オイル導出口Ｌ２ａがセル空間Ｓの最上端に形成されている。これにより、セル空間Ｓの下端部及び上端部のデットスペースを可及的に小さくし、気泡の溜まりを防ぐことができる。さらに、複数のオイル導入口Ｌ１ａ及び複数のオイル導出口Ｌ２ａは、セル空間Ｓの周方向において等間隔に形成されている。セル空間Ｓにオイルを均一に満たすことができるとともに、セル空間Ｓからオイルを周方向において均一に排出することができ、気泡の溜まりを一層防ぐことができる。

しかして本実施形態のオイル測定セル２において、外部電極２１の外側周面２１ａの一部に、セル空間Ｓに収容されたオイルを加熱するためのヒータ３が設けられている。このヒータ３は、例えばシリコン等の可撓性を有する部材内に発熱抵抗体を内蔵して構成された例えばシート状のものである。そして、このヒータ３は、外部電極２１の外側周面２１ａに密着して設けられている。具体的にヒータ３は、軸方向においては、内部のセル空間Ｓの略全体に対応して設けられており、周方向においては、外側周面２１ａの一部に設けられており、その他の部分が外部に露出するように設けられている。この外部露出部分２１ｂが放熱部として機能する。なお、外部電極２１がステンレス鋼から形成されており、熱伝導性に優れているため、部分的に設けられたヒータ３によりセル空間Ｓ全体を加熱することができ、また、外部露出部分２１ｂによりセル空間Ｓの冷却も容易にすることができる。また、このヒータ３は、後述する制御機器１０のヒータ制御部６により、流れる電流が制御される。

また、外部電極２１の外側周面２１ａにおいて前記ヒータ３が設けられていない部分、つまり外部露出部分２１ｂに、外部電極２１の温度を検出する温度センサ７が設けられている。ここで、温度センサ７は、外部露出部分２１ｂに形成された凹部２１Ｍの底面に設けられている。これにより、外部電極２１の温度を精度良く検出することができる。なお、外部電極２１の上下対称性を考慮して、温度センサ７は、外部電極２１に軸方向中心部に設けられている。この温度センサ７により得られた検出信号は、制御機器１０によって取得される。

制御機器１０は、温度センサ７の検出温度を用いて前記ヒータ３を制御して外部電極２１の温度が一定となるようにするとともに、オイル測定セル２に流れるオイルの比抵抗を測定するものである。具体的に制御機器１０は、比抵抗測定部４、加熱温度設定信号受付部５、及びヒータ制御部６等として機能する。なお、制御機器１０は、ＣＰＵやメモリ、Ａ／Ｄ変換器、Ｄ／Ａ変換器等を有したデジタル乃至アナログ電気回路で構成されたもので、専用のものであってもよいし、一部又は全部にパソコン等の汎用コンピュータを利用するようにしたものであってもよい。また、ＣＰＵを用いず、アナログ回路のみで前記各部としての機能を果たすように構成してもよいし、物理的に一体である必要はなく、有線乃至無線によって互いに接続された複数の機器からなるものであってもよい。

比抵抗測定部４は、外部電極２１及び内部電極２２の間に生じる電圧を検出することによって、オイルの比抵抗を測定するものである。

具体的にこの比抵抗測定部４は、図４に示す比抵抗測定回路Ｃを有するものである。この比抵抗測定回路Ｃは、内部電極２２に直列接続された既知の抵抗値を有する基準抵抗Ｃａ（Ｒ_１）と、一対の電極２１、２２及び基準抵抗Ｃａに交流電圧（Ｖ_１）を印加する交流電源Ｃｂと、一対の電極２１、２２間に生じる電極間電圧（Ｖ_２）を検出する検出部Ｃｃと、当該検出部Ｃｃからの出力電圧を用いてオイルの比抵抗（Ｒ_２）を演算する信号処理部（不図示）とを有する。本実施形態の検出部Ｃｃは、電極間電圧（Ｖ_２）をインピーダンス変換して出力するオペアンプＯＰによって構成されている。また、信号処理部による抵抗（Ｒ_２）の演算は、Ｖ_２／Ｒ_２＝Ｖ_１／（Ｒ_１＋Ｒ_２）の式を用いている。

そして、交流電源Ｃｂは、外部電極２１及び内部電極２２の間に、振幅が１Ｖ〜４２Ｖ内の何れかの振幅で、周波数が０．５Ｈｚ〜３０Ｈｚ内の何れかの周波数の矩形波交流電圧（Ｖ_１）を印加するものである。ここで矩形波交流電圧の周波数としては、応答速度の確保のために２Ｈｚ以上がより好ましく、測定精度の確保のために１５Ｈｚ以下がより好ましい。また、矩形波交流電圧の振幅としては、既存の回路素子を用いるために１５Ｖ以下がより好ましい。そして、信号処理部は、前記交流電源Ｃｂによる矩形波交流電圧（Ｖ_１）の印加に伴い検出部Ｃｃから出力される出力電圧が安定したタイミングで、その安定した出力電圧を用いて比抵抗を演算するように構成されている。なお、信号処理部が安定した出力電圧を用いて比抵抗を演算する構成としては、（１）矩形波の後半部分における出力電圧、つまり、交流電圧の正負が切り替わってから所定時間経過後（言い換えれば、交流電圧の正負が切り替わる直前）に取得した出力電圧を用いて比抵抗を演算する構成、又は、（２）出力電圧の変動量を算出することにより安定したか否かを判断して、安定したと判断した場合に、その出力電圧を用いて比抵抗を演算する構成、などが考えられる。

また、この比抵抗測定回路Ｃは、外部電極２１に接続される配線ＣＬ１及び内部電極２２に接続される配線ＣＬ２の間に形成される浮遊容量Ｃｄの電位差をゼロとするシールドドライブ回路Ｃ１が設けられている。このシールドドライブ回路Ｃ１は、前記検出部Ｃｃを構成するオペアンプＯＰを用いて構成されている。これにより、外部電極２１に接続される配線ＣＬ１及び内部電極２２に接続される配線ＣＬ２の間に形成される浮遊容量Ｃｄへの充放電電流を少なくすることができ、真の比抵抗を示す電気信号の抽出を容易にすることができる。また、比抵抗測定回路Ｃの時定数を小さくすることができ、電極間電圧（Ｖ_２）が安定するまでの時間を短くすることができる。したがって、オイルの比抵抗を精度良く測定することができ、オイル劣化を精度良く検知することができる。

加熱温度設定信号受付部５は、オイル測定セル２に収容されるオイルの比抵抗測定に好適な加熱温度を示す加熱温度設定信号を受け付けるものである。この加熱温度設定信号は、ユーザがキーボード、マウス、タッチパネル又は温度設定ボタン等の入力手段又は後述するオイル管理システム１００Ｚの通信システムを用いて入力することによって生成される。また、加熱温度設定信号受付部５は、受け付けた加熱温度設定信号を後述のヒータ制御部６に送信する。ここで、オイルは、図５に示すように、時間経過、すなわちオイルの劣化（酸化）とともに比抵抗が低くなる。また、図６に示すように、種類及び温度によって、比抵抗が異なる。また、オイルの比抵抗は、未使用時が最も大きい。このため、各種オイルの未使用時の比抵抗が、オイル測定セル２の測定レンジ内となるように、各種オイルの加熱温度が設定される。

ヒータ制御部６は、加熱温度設定信号受付部５から加熱温度設定信号を取得するとともに、オイル測定セル２に設けられた温度センサ７から検出信号を取得して、その検出信号が示す温度（測定温度）と、加熱温度設定信号が示す温度（設定温度）とを比較して、温度センサ７の測定温度が前記設定温度となるように、ヒータ３に流す電流を制御する。

次にこのように構成した比抵抗測定装置１００の測定までのタイムチャートの一例について図７を参照して説明する。

まず、ユーザが比抵抗測定装置１００の電源を投入する。そして、ユーザが、測定対象であるオイルの比抵抗測定に好適な加熱温度を入力手段により設定する。ここで設定された加熱温度を示す加熱温度設定信号は、加熱温度信号設定受付部５により取得されて、ヒータ制御部６に送信される。ヒータ制御部６は、加熱温度設定信号を取得してヒータ３の温度制御を開始する。これにより、オイル測定セル２は、ヒータ３により暖機される。このヒータ３による暖機に伴って温度センサ７により得られる測定温度は、所望の加熱温度に向かって昇温する。また、この昇温期間の経過後、オイル測定セル２が一定温度になると、比抵抗測定部４がオイルの比抵抗測定を開始する。

なお、ヒータ制御部６がヒータ３の温度制御を開始してからオイル測定セル２が一定温度となるまでは、制御機器１０に設けられた暖機用ランプが点灯しており、ユーザに測定準備中であることを報知する構成としている。

また、比抵抗測定部４による比抵抗測定を開始するタイミングは、例えば次の（１）、（２）、（３）のようにすることが考えられる。
（１）前記暖機用ランプが点灯から消灯に切り替わったことを確認したユーザが、別途設けられた測定開始スイッチ等の入力手段を操作することによって、比抵抗測定部４に測定開始信号が送信される。そして、比抵抗測定部４が前記測定開始信号を取得したときに比抵抗測定を開始する。
（２）ヒータ制御部６が、温度センサ７の測定温度と設定温度とが同一であると判断した場合にその判断信号を比抵抗測定部４に送信するように構成されている。そして、比抵抗測定部４が前記判断信号を取得したときに比抵抗測定を開始する。
（３）比抵抗測定部４が、加熱温度設定信号受付部５又はヒータ制御部６から加熱温度設定信号を取得するとともに、温度センサ７から検出信号を取得して、その検出信号が示す温度（測定温度）と加熱温度設定信号が示す温度（設定温度）とを比較するように構成されている。そして、比抵抗測定部４が、測定温度と設定温度とが同一であると判断したときに比抵抗測定を開始する。
（４）比抵抗測定の開始又は取得データの有効性判定を、後述するオイル管理システム１００Ｚ経由で信号を受け付けたコンピュータ等が行うようにしても良い。

次に本実施形態の比抵抗測定装置１００を用いたオイル管理システム１００Ｚについて、図８を参照して説明する。なお、比抵抗測定装置１００により管理される対象機器Ｘは、潤滑油等の使用液の種類によって劣化度、比抵抗値及び温度の関係が異なるため、予め対象機器Ｘの使用液の比抵抗測定装置１００での挙動を確認し、その挙動が確認された使用液を使用することが望ましい。

このオイル管理システム１００Ｚは、比抵抗測定装置１００により得られた比抵抗値及び温度を通信回線を介して自動的に管理者側の管理装置（ユーザ端末）に送信する送信システム（不図示）を有しており、比抵抗値及び温度を信号として取得することによりオイル管理を経時的に行うことを可能にするものである。なお、管理装置には、比抵抗測定装置１００からの信号以外にも水分や光透過度等の別の測定対象項目を測定する測定装置からの信号も送信され、これら全ての信号を用いて総合的に使用液の管理を行うことができる。

具体的にこのオイル管理システム１００Ｚは、対象機器Ｘの使用液タンクＸ１から使用液を比抵抗測定装置１００のオイル測定セル２に供給するための給油管１１（上述の外部配管Ｈ１に対応）と、オイル測定セル２からのオイルを再び使用液タンクＸ１に戻すための排油管１２（上述の外部配管Ｈ２に対応）とを備えている。なお、使用液タンクＸ１には、当該使用液タンクＸ１に貯留されているオイルを浄化するための浄化ラインＸ２が設けられており、当該浄化ラインＸ２には、ラインＸ２にオイルを循環させるためのポンプＸ２１と、オイルに含まれる夾雑物や摩耗粉等の異物を除去するためのフィルタＸ２２が設けられている。

そして、給油管１１のオイル導入ポートによるオイル採取部位は、使用液タンクＸ１であり、より詳細には浄化ラインＸ２におけるフィルタＸ２２の下流側である。これにより、フィルタＸ２２により浄化された使用液をオイル測定セル２に供給することができる。なお、浄化ラインＸ２が設けられていない場合には、オイル導入ポートを使用液タンクＸ１内の使用液に接触する部分に設けることが考えられる。

また、給油管１１には、オイル導入ポートにより採取したオイルをオイル測定セル２に供給するための供給ポンプ１３が設けられている。なお、供給ポンプ１３を排油管１２に設けても良い。

そして、オイル測定セル２の上流側には、異物除去機構１４が設けられていることが望ましい。この異物除去機構１４としては、オイルに含まれる夾雑物や摩耗粉を捕集するフィルタや磁石等からなる捕集ユニットである。そして、この捕集ユニット１４は、給油管１１に対して着脱可能とされており、回収された捕集ユニット１４に捕集された捕集物を分析することにより、厳格なオイル管理を行うことができるように構成されている。

本実施形態の異物除去機構１４はフィルタであり、当該フィルタ１４の上流側及び下流側に圧力センサ１５、１６が設けられており、当該圧力センサ１５、１６からの圧力を信号として取得してその差圧を用いて、オイル管理とともにフィルタ１４の目詰まり等のフィルタ管理を行うことができるように構成されている。

また、排油管１２には、サンプリングライン１６が設けられており、比抵抗測定装置１００により得られた比抵抗値が異常値となった場合に、当該異常の比抵抗値を示す使用液をサンプリング容器１７に採取可能としている。さらに、本システムを可搬型にて運用する場合には、１日に１つのシステムで何台もの装置を計測し、迅速な結果を得るとともに、それぞれの装置および結果に対する実サンプルを用いた詳細分析を追って行うことが好ましいため、本サンプリング機構が極めて有効に機能する。

具体的にこのサンプリングライン１６は、排油管１２の途中に分岐して設けられたサンプリング管であり、当該サンプリング管１６の出口にはサンプリング容器１７が設けられている。また、排油管１２における分岐点の下流側及び前記サンプリング管１６には、使用液の流れる管を切り替えるための切り替え弁１８が設けられている。この切り替え弁１８は、自動的に切り替え可能な電磁弁であっても良いし、手動で切り替え可能な手動弁であっても良い。

さらにサンプリング容器１７は、サンプリング管１６に対して着脱可能に設けられており、当該サンプリング容器１７に貯留された異常の使用液は、例えば元素分析装置等の分析装置により分析される。なお、サンプリング容器１７の下側には、サンプリング容器１７から溢れ出た使用液等を回収するためのオイルパン１９が設けられており、当該オイルパン１９には、回収された使用液を使用液タンクＸ１に戻すための戻し配管２０が設けられている。

＜本実施形態の効果＞
このように構成した本実施形態の比抵抗測定装置１００によれば、矩形波交流電圧を印加しているので、電極２１、２２及びオイルの境界において電気二重層が形成されることを抑制し、オイルの比抵抗を連続測定することができる。また、１Ｖ〜４２Ｖの電圧を印加することから測定中のオイルの変質等の測定による劣化を防ぐことができる。ここで、１Ｖ〜４２Ｖの交流電圧としていることから、交流電源を安価に構成することができるとともに、感電した場合であっても人体への危険性を低減することができる。さらに、周波数が０．５Ｈｚ〜３０Ｈｚであるため、交流電圧の正負切り替え前において比抵抗測定回路Ｃから出力される信号を安定させることができるので、オイルの比抵抗を精度良く測定することができ、オイルの劣化を精度良く検知することができる。

また、セル空間Ｓに収容されるオイルの温度を所定の加熱温度に温度調節するので、種々のオイル毎にそれらオイルの比抵抗の測定に適した温度とすることができ、種々のオイルの比抵抗を測定可能にすることができる。また、セル空間Ｓに収容されるオイルの温度を一定に制御するので、温度補償に必ずしも頼ることなくオイルの温度変動に伴う測定誤差を低減することができ、オイルの比抵抗を精度良く測定することができる。したがって、種々のオイルのオイル劣化を精度よく検知することができる。さらに、特に粘性の高いオイルの場合には、加熱することによって粘性が低下するため、オイルをオイル測定セル２に流通し易くすることができる。

なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。
例えば、前記実施形態の比抵抗測定装置１００が、さらに劣化判定部を有するものであっても良い。この劣化判定部は前記制御機器１０により構成される。劣化判定部は、比抵抗測定部４により得られた比抵抗と、予め定められた閾値（基準比抵抗）との比較により劣化判定を行うものである。ここで基準比抵抗は、種々のオイル毎に設定されており、例えばユーザが設定入力できるようにしても良いし、種々のオイル毎に設定された閾値を示す閾値データをメモリに格納させておき、それをユーザが選択できるようにしても良い。なお、劣化判定の方法としては、その他、測定しているオイルの初期値（比抵抗）との関係、例えば初期値に対する割合によって、劣化判定を行うようにしても良い。

また、劣化判定部は、算出した比抵抗が閾値よりも低い場合に、制御機器１０に設けられた報知手段制御部に劣化判定信号を出力する。なお、報知手段制御部は、制御機器１０に設けられた例えばランプやディスプレイ等の報知手段を制御して、ユーザにオイル劣化を報知するものである。

前記実施形態では、ユーザが加熱温度を設定する構成であったが、ユーザがオイル種を入力することによって、制御機器１０側で自動的に加熱温度を設定する構成としても良い。この場合、図９に示すように、制御機器１０は、オイルの種類毎に設定された加熱温度を示す加熱温度設定データを格納するデータ格納部８と、オイル測定セル２に収容されるオイルの種類を示すオイル選択信号を受け付けるオイル選択信号受付部９とを備えたものとすることが考えられる。

データ格納部８は、オイルの種類毎に設定された加熱温度を示す加熱温度設定データを格納するものである。ここで加熱温度設定データは、例えば各オイルの未使用時の比抵抗が、オイル測定セル２の測定レンジ内となるように設定された加熱温度を示すものである。この加熱温度設定データは、ユーザによって予めデータ格納部８に格納される。

オイル選択信号受付部９は、オイル測定セル２に収容される測定対象となるオイルの種類を示すオイル選択信号を受け付けるものである。このオイル選択信号は、ユーザがキーボード、マウス、タッチパネル又はオイル設定ボタン等の入力手段又は前記オイル管理システム１００Ｚの通信システムを用いて入力することによって生成される。また、オイル選択信号受付部９は、受け付けたオイル選択信号をヒータ制御部６に送信する。

ヒータ制御部６は、オイル選択信号受付部９からオイル選択信号を取得して、当該オイル選択信号及びデータ格納部８に格納された加熱温度設定データに基づいて、ヒータ３の加熱温度（設定温度）を設定する。そして、ヒータ制御部６は、オイル測定セル２に設けられた温度センサ７から検出信号を取得して、その検出信号が示す温度（測定温度）と、設定した加熱温度（設定温度）とを比較して、温度センサ７の検出信号が示す温度が設定された加熱温度となるように、ヒータ３に流す電流値を制御する。

このようなものであれば、前記実施形態の効果に加えて、ユーザがオイルの種類を入力するだけで、当該オイルの比抵抗測定に好適な温度に温度調節することができるので、種々のオイル毎にそれらオイルの比抵抗の測定に適した温度とすることができ、種々のオイルの比抵抗を測定可能にすることができる。

また、前記実施形態では、加熱温度をヒータの温度制御開始前に設定する構成であったが、ヒータの温度制御開始後又は比抵抗測定中に、以前（例えば温度制御開始前）に設定した設定温度を変更できるように構成しても良い。

さらに、設定温度を単一の値とするのではなく、加熱温度の上限値及び下限値を設定できるようにし、当該加熱温度の上限値及び下限値の間でオイル測定セル２の温度を制御するように構成しても良い。また、この場合、比抵抗測定部により算出された比抵抗を、温度センサにより得られた検出温度を用いて温度補償するように構成しても良い。

その上、前記実施形態のオイル導入路Ｌ１及びオイル導出路Ｌ２は、内部電極２２に設けられているが、絶縁部材２３に設けたものであっても良い。

オイル測定セル２及び制御機器１０を１つのケーシング内に収容してユニット化しても良い。この場合、ケーシングに持ち運び用の取っ手を設けることで可搬型のものとすることが考えられる。また、ケーシングには、オイル測定セルに外部の軸受や油圧装置等のオイルを供給するための配管が接続される供給ポート及びオイル測定セルから外部に測定後のオイルを排出するため又は外部の軸受や油圧装置等に測定後のオイルを戻すための配管が接続される排出ポートが設けることが考えられる。

加えて、前記実施形態では、外部電極２１及び内部電極２２の間の電圧（Ｖ_２）を検出して比抵抗を演算しているが、基準抵抗Ｃａにかかる電圧を検出して比抵抗を演算するようにしても良い。この場合、差動回路を用いて基準抵抗Ｃａの抵抗値Ｒ_１を検出する。

その他、本発明は前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であるのは言うまでもない。

１００・・・比抵抗測定装置
２・・・オイル測定セル（液体試料測定セル）
２１・・・外部電極
２２・・・内部電極
４・・・比抵抗測定部
Ｃ・・・比抵抗測定回路
Ｃａ・・・基準抵抗
Ｃｂ・・・交流電源
ＯＰ・・・オペアンプ
ＣＬ１・・・外部電極に接続される配線
ＣＬ２・・・内部電極に接続される配線
Ｃ１・・・シールドドライブ回路
Ｃｄ・・・浮遊容量

Claims

液体試料の劣化を検知するために比抵抗を測定する比抵抗測定回路であって、
一対の電極の間に生じる電圧を検出することによって、当該一対の電極間にある液体試料の比抵抗を測定するものであり、
前記一対の電極の間に、振幅が１Ｖ〜４２Ｖであり周波数が０．５Ｈｚ〜３０Ｈｚの矩形波交流電圧を印加することを特徴とする比抵抗測定回路。
前記一対の電極に接続される配線の間に形成される浮遊容量の電位差をゼロとする、オペアンプを用いたシールドドライブ回路を有する請求項１記載の比抵抗測定回路。
請求項１又は２記載の比抵抗測定回路を有する比抵抗測定装置。
請求項３記載の比抵抗測定装置を用いて、比抵抗値及び温度を信号として取得することにより液体試料管理を経時的に行うことを特徴とする液体試料管理方法。
請求項４記載の液体試料管理方法のために信号として取得された比抵抗値及び温度を通信回線を介して自動的に管理者側に送信する送信システムと、
前記一対の電極を有する測定セルに液体試料を供給するための供給ポンプとを備える液体試料管理システム。
前記供給ポンプが、前記測定セルに液体試料を供給する供給管又は前記液体試料測定セルからの液体試料を排出する排出管の少なくとも一方に設けられている請求項５記載の液体試料管理システム。
前記比抵抗測定装置への信号又はデータの入力が、通信システムを介して行われる請求項５又は６記載の液体試料管理システム。
前記測定セルに液体試料を供給する供給管に異物除去機構が設けられている請求項５乃至７の何れかに記載の液体試料管理システム。
請求項８記載の液体試料管理システムにおける異物除去機構がフィルタであり、
前記フィルタの少なくとも上流側に圧力センサを設けて、当該圧力センサからの圧力を信号として取得することにより、液体試料管理とともにフィルタ管理を行うことを特徴とする液体試料管理方法。