JP2016045198A - 機械オイル分析装置システム、コンピュータプログラム製品、及び関連の方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】機械オイル分析。【解決手段】本発明の様々な実施形態は、機械オイルについて初期理想残存寿命を決定するステップと、機械からの機械オイルの温度測定値に基づいて機械オイルについての温度ベースの残存寿命を決定するステップと、機械オイルの汚染サンプルに基づいて機械オイルの汚染係数を計算するステップと、汚染係数、初期理想残存寿命及び温度ベースの残存寿命に基づいて機械オイルについての更新した理想残存寿命を決定するステップと、更新した理想残存寿命及び寿命損失係数に基づいて機械オイルについての実際の残存寿命を決定するステップと、を含む処理を実施することによって、機械オイルを監視するように構成された少なくとも１つのコンピュータデバイスを有するシステムを含む。【選択図】 図１

Description

本明細書で開示される対象は、オイルシステムに関する。より具体的には、本明細書で開示される対象は、機械において使用されるオイルシステムに関する。
様々な産業用機械（例えば、圧縮機、プレス機、穴開け機、切削機、その他）は、機械部品間の摩擦係数を低減するために潤滑オイルを使用している。加えて、種々の機械（例えば、液圧ドリル、液圧プレス、ボーリング機）は、作業を行うための作動流体としてオイルを利用している。多くの機械が製造及び／又は販売会社によって配送及び設置されているが、これらの機械は、当該機械を購入した顧客によって（これらの寿命にわたって）管理されることが多い。機械内の潤滑オイル及び／又は作動流体オイルが潤滑を提供するのに充分な品質レベルに維持されるために、顧客は、従来では、オイルのサンプルを抽出して、このサンプルを検査室へ送り試験を行っている。しかしながら、一部の顧客はオイルサンプルの抽出が不適切で、試験の正確さを損なう可能性がある。他の顧客は、オイルの状態を適切に監視するのに充分な頻度でサンプルを抽出していない。
他の場合（例えば、自動車産業）では、潤滑オイル及び／又は作動流体オイルの品質は、自動車の性能パラメータに基づいたオイルの予想寿命に関係する経験的データを使用して推定される。このような場合、自動車監視システムは、車両の構成要素の性能、例えば、速度、加速、制動、その他を監視して、車両の性能に基づいてオイルの品質が劣化するであろう時期を推定している。しかしながら、これらの自動車システムは、オイルの品質を決定するのにオイルを試験してはいない。
米国特許第８，０８２，１１５号明細書
本発明の様々な実施形態は、機械オイルについて初期理想残存寿命を決定するステップと、機械からの機械オイルの温度測定値に基づいて機械オイルについての温度ベースの残存寿命を決定するステップと、機械オイルの汚染サンプルに基づいて機械オイルの汚染係数を計算するステップと、汚染係数、初期理想残存寿命及び温度ベースの残存寿命に基づいて機械オイルについての更新した理想残存寿命を決定するステップと、更新した理想残存寿命及び寿命損失係数に基づいて機械オイルについての実際の残存寿命を決定するステップと、を含む処理を実施することによって、機械オイルを監視するように構成された少なくとも１つのコンピュータデバイスを有するシステムを含む。
本発明の第１の態様は、少なくとも１つのコンピュータデバイスを有するシステムを含み、該少なくとも１つのコンピュータデバイスは、機械オイルについて初期理想残存寿命を決定するステップと、機械オイルの温度測定値に基づいて機械オイルについての温度ベースの残存寿命を決定するステップと、機械オイルの汚染サンプルに基づいて機械オイルの汚染係数を計算するステップと、汚染係数、初期理想残存寿命及び温度ベースの残存寿命に基づいて機械オイルについての更新した理想残存寿命を決定するステップと、更新した理想残存寿命及び寿命損失係数に基づいて機械オイルについての実際の残存寿命を決定するステップと、を含む処理を実施することによって、機械オイルを監視するように構成される。
本発明の第２の態様は、プログラムコードを含むコンピュータプログラム製品であって、該プログラムコードが、少なくとも１つのコンピュータデバイスによって実行されたときに、少なくとも１つのコンピュータデバイスに対して、機械オイルについての初期理想残存寿命を決定するステップと、機械オイルの温度測定値に基づいて機械オイルについての温度ベースの残存寿命を決定するステップと、機械オイルの汚染サンプルに基づいて機械オイルの汚染係数を計算するステップと、汚染係数、初期理想残存寿命及び温度ベースの残存寿命に基づいて機械オイルについての更新した理想残存寿命を決定するステップと、更新した理想残存寿命及び寿命損失係数に基づいて機械オイルについての実際の残存寿命を決定するステップと、を含む処理を実施することによって機械オイルを監視させるようにする。
本発明の第３の態様は、少なくとも１つのコンピュータデバイスを有するシステムを含み、少なくとも１つのコンピュータデバイスが、機械オイルについての初期理想残存寿命を予測するステップと、機械オイルの測定温度値に基づいて機械オイルについての温度ベースの残存寿命を決定するステップと、機械オイルの測定された汚染レベルに基づいて機械オイルの汚染係数を決定するステップと、初期理想残存寿命、温度ベースの残存寿命及び汚染係数に基づいて機械オイルの寿命損失係数を決定するステップと、寿命損失係数及び機械オイルのサンプリングされた度数に基づいて機械オイルの損失寿命量を決定するステップと、損失寿命量及び初期理想残存寿命に基づいて機械オイルについての修正した理想残存寿命を計算するステップと、修正した理想残存寿命及び寿命損失係数に基づいて機械オイルの実際の残存寿命を予測するステップと、を含む処理を実施することによって機械オイルを分析するように構成されている。
本発明のこれら及び他の特徴は、本発明の様々な実施形態を示す添付図面を参照して、本発明の種々の態様についての以下の詳細な説明からより容易に理解されるであろう。
本発明の様々な実施形態に従って実施される方法を示す流れ図。 本発明の特定の実施形態に従って実施される方法を示す流れ図。 本発明の様々な実施形態による、理想推定値に従ったオイル寿命の予測値を示すグラフ。 本発明の様々な実施形態によるシステムを含む環境を示す図。 本発明の様々な実施形態による装置の概略正面図。 本発明の様々な実施形態による、図５の装置の部分斜視図。
本発明の図面は必ずしも縮尺通りではない点に留意されたい。当該図面は、本発明の典型的な態様のみを描くことを意図しており、従って、本発明の範囲を限定するものとみなすべきではない。図面では、同じ参照符号は、複数の図面にわたり同じ要素を示している。
上述のように、本明細書で開示される対象は、機械におけるオイルに関する。より詳細には、本明細書で開示される対象は、産業用機械（例えば、圧縮機、プレス機、液圧ドリル、穴開け機、スコープ、及び／又は切削機）における潤滑オイル及び／又は作動流体オイルに関する。
本明細書で述べるように、機械におけるオイルの品質を効果的に監視することは困難である場合があり、これにより、オイルの望ましくない劣化を生じ、最終的には当該オイルに依存している機械を損傷させる可能性がある。
従来の手法とは対照的に、本発明の様々な実施形態は、当該潤滑オイルから抽出された試験データを用いて、機械オイルを分析するためのシステム、コンピュータプログラム製品、及び関連の方法を含む。種々の特定の実施形態において、システムは、機械オイルについての初期理想残存寿命を決定するステップと、機械オイルの温度測定値に基づいて機械オイルについての温度ベースの残存寿命を決定するステップと、機械オイルの汚染サンプルに基づいて機械オイルの汚染係数を計算するステップと、汚染係数、理想残存寿命及び温度ベースの残存寿命に基づいて機械オイルについての更新した理想残存寿命を決定するステップと、更新した理想残存寿命及び寿命損失係数に基づいて機械オイルについての実際の残存寿命を決定するステップと、を含む処理を実施することによって機械オイルを監視するように構成された少なくとも１つのコンピュータデバイスを含む。
以下の説明において、その一部を形成し、本発明の教示を実施できる特定の例示的な実施形態を例証として示した添付図面を参照する。これらの実施形態は、特許請求した本発明の技術的範囲を限定することを意図するものではなく、むしろそれらの実施形態は、本発明の実施可能な形態の簡潔な概要を示すことのみを意図している。従って、以下の説明は単なる例証に過ぎない。
図１は、本発明の様々な実施形態による、機械オイル（例えば、機械における潤滑オイル又は機械における作動流体）を監視するプロセスを示す流れ図である。これらのプロセスは、例えば、本明細書で説明するように少なくとも１つのコンピュータデバイスによって実施することができる。他の場合では、これらのプロセスは、機械オイルを監視するコンピュータに実装された方法に従って実施することができる。更に他の実施形態において、これらのプロセスは、少なくとも１つのコンピュータデバイス上でコンピュータプログラムコードを実行して、少なくとも１つのコンピュータデバイスに機械オイルを監視させるようにすることによって実施することができる。一般に、プロセスは、以下のサブプロセスを含むことができる。
プロセスＰ１：機械オイルについての初期理想残存寿命（Ｌｉ）を決定する。様々な実施形態において、このプロセスは、オイルが清浄であり（汚染物がない）、その設計温度（最適温度）で動作していると仮定して、機械オイルのタイプに関する情報を取得し、オイルタイプのアレニウス反応速度（Ａｒｒｈｅｎｉｕｓ Ｒｅａｃｔｉｏｎ Ｒａｔｅ （ＡＲＲ））を計算することを含む。初期理想残存寿命は、機械オイルが寿命全体でこれらの最適条件下で作動した場合の機械オイルの期待される寿命量である。
ＡＲＲは、石油における酸化寿命低下（Ｌ）を計算するのに使用される公知の技術である。ＡＲＲは、特定の実施形態において以下の式に従って計算することができる。
ここで、ｋ＝化学反応の速度定数、Ｔ＝機械オイルの絶対温度（ケルビン単位）、Ａ＝指数項係数、Ｅａ＝機械オイルの活性化エネルギー、及びＲ＝一般気体定数である。或いは、一般気体定数（Ｒ）は、ボルツマン定数（ｋＢ）と置き換えることもできる。石油の場合に簡約されて、ＡＲＲは、オイルの酸化寿命（Ｌ）、化学反応の速度定数（ｋ１）、及び理想速度定数ｋ２＝４７５０を用いると、以下のように表すことができる。
プロセスＰ２：機械オイルの温度測定に基づいて、機械オイルの温度ベース残存寿命（ＬＴ）を決定する。温度ベース残存寿命は、機械オイルの測定温度値に基づいて予測したときの推定残存寿命を示すことができる。このプロセスは、機械オイルの温度の測定値を取得することを含むことができる。機械オイルが潤滑リザーバ又は作動流体オイルリザーバにより提供される場合、温度測定値は、機械の内部か又は機械の外部にある、潤滑オイル又は作動流体オイルに接する温度センサから取得することができる。プロセスＰ１と同様に、温度ベース残存寿命は、ＡＲＲに従って計算することができる。
プロセスＰ３は、機械オイルの（測定した）汚染サンプルに基づいて機械オイルの汚染係数を計算することを含むことができる。種々の実施形態において、この計算は、伝達関数を利用して、本明細書で記載される複数の測定オイル特性の各々に定性的に重み付けされた汚染係数を割り当てることを含む。種々の実施形態において、第１のオイル特性Ａには、重み付け汚染係数Ｘが割り当てられ、第２のオイル特性Ｂには、別個の重み付け汚染係数ＹｘＸが割り当てられ、ここでＹは、係数、例えば、１、２、３、０．１、０．２、０．３、負の係数、パーセンテージ係数、その他である。種々の実施形態において、汚染サンプルは、温度測定と実質的に同様の機械オイルのサンプルから取得することができる。種々の実施形態において、汚染サンプルは、以下のオイル特性、すなわち、鉄粒子数、含水量、誘電率、及び／又は国際標準化機構（ＩＳＯ）粒子レベルのうちの少なくとも１つについて取得及び分析されて汚染係数を計算する。一部の特定の場合において、ＩＳＯ粒子レベルは、機械オイルの複数のＩＳＯレベル粒子数を平均化することにより計算される、平均ＩＳＯレベル粒子数を含む。種々の場合において、これらは、ＩＳＯ ４レベル粒子数、ＩＳＯ ６レベル粒子数、及びＩＳＯ １４レベル粒子数を含むことができる。
プロセスＰ４は、汚染係数、理想残存寿命、及び温度ベース残存寿命に基づいて機械オイルについての更新した理想残存寿命を決定することを含むことができる。種々の実施形態において、機械オイルについての更新した理想残存寿命は、残存する初期理想寿命から実際の損失寿命（機械オイルの）を差し引くことにより計算される。数式形式では、（更新した理想残存寿命）＝（残存する初期理想寿命）−（実際の損失寿命）となる。実際の損失寿命は、寿命損失係数を機械オイルのサンプル度数と乗算することにより計算することができる。数式形式では、（実際の損失寿命）＝（寿命損失係数）×（機械オイルのサンプル度数）となる。サンプル度数は、ルックアップテーブル又は他の基準テーブルを用いて取得することができ、また、オイルのタイプと、リザーバ内のオイル体積量と、オイルの連続するサンプリング間の時間との間の既知の関係に基づいて計算することができる。種々の実施形態において、これらの関係は、予め定められており、例えば、少なくとも１つのコンピュータデバイス（例えば、図示及び／又は本明細書で記載される何れかのコンピュータデバイス）内にある、又はこのコンピュータデバイスによってアクセス可能なメモリ又は別のデータストア内に保存されている。オイルの既知の度数、及びリザーバ内のオイルの測定体積に基づいて、コンピュータデバイスは、オイルのサンプリング（例えば、連続するサンプリング）の間に経過した時間を決定することができる。このサンプリング間の時間は、オイルの残存する（及び／又は経過した）寿命を決定するのに用いることができる。
プロセスＰ５は、更新した理想残存寿命及び寿命損失係数に基づいて機械オイルについての実際の残存寿命を決定することを含むことができる。種々の実施形態において、実際の残存寿命は、寿命損失係数×機械オイルのサンプル度数に等しい。数式形式では、（実際の残存寿命）＝（寿命損失係数）×（機械オイルのサンプル度数）となる。種々の実施形態において、寿命損失係数は、初期理想残存寿命と温度ベース残存寿命との比をとり、この比に汚染係数を乗算することにより計算することができる。数式形式では、（寿命損失係数）＝［初期理想残存寿命：温度ベース残存寿命］×（汚染係数）となる。
多くの実施形態において、機械オイルのサンプルは、機械の種々の位置で取得される。このような場合、サンプルデータは、残存寿命を決定するために平均化又は他の方法で正規化することができることは理解される。
一部の場合において、取得された最初のサンプルデータ（例えば、温度データ、汚染データ、度数データ、その他）については、寿命損失係数は、取得しているサンプル間の時間を乗算し、この値を最適条件下での流体の寿命から減算することができる。上述のように、この特定の実施例は、取得された最初のサンプル（又はオイルが機械及びリザーバから交換された後に採取された最初のサンプル）の事例に当てはまる。最初のデータサンプルが利用可能となった後、後続のサンプルは、前に取得されたサンプルの一部又は全てを考慮に入れた移動平均の一部を形成することになる。
特定の実施形態において、寿命損失係数は、機械オイル（例えば、圧縮機又は駆動機械）を含む機械の作動期間に基づいた移動平均として計算することができる。一部の場合において、寿命損失係数は、機械の最近の１〜３週間の作動のような、最近の（例えば、直近の）期間にわたって取られた移動平均である。
種々の実施形態において、プロセスＰ１〜Ｐ５は、機械オイルの実際の残存寿命を監視するために周期的（例えば、ｙ期間当たりにｘ回のスケジュールに従って、及び／又は連続的に）に反復（繰り返し）することができる。一部の場合において、プロセスＰ２〜Ｐ５は、例えば、機械オイルの新しいサンプルを取得して、本明細書で記載される関連のプロセスを実施することにより繰り返すことができる。このような場合、プロセスＰ１は、残存する初期理想寿命（Ｌｉ）はある試験区間の間では実質的に不変とすることができるので、繰り返す必要はない。
図２は、本発明の種々の特定の実施形態による、機械からの機械オイルを分析するプロセスを示すフロー図を示す。これらのプロセスは、例えば、本明細書で記載されるような、少なくとも１つのコンピュータデバイスによって実施することができる。他の場合において、これらのプロセスは、機械からの機械オイルを監視するコンピュータに実装された方法に従って実施することができる。更に他の実施形態において、これらのプロセスは、少なくとも１つのコンピュータデバイス上でコンピュータプログラムコードを実行して、少なくとも１つのコンピュータデバイスに機械からの機械オイルを監視させるようにすることにより実施することができる。一般に、プロセスは、以下のサブプロセスを含むことができる。
ＰＡ：機械オイルの初期理想残存寿命を予測する；
ＰＢ：機械オイルの測定温度値に基づいて機械オイルの温度ベース残存寿命を決定する；
ＰＣ：機械オイルの測定汚染レベルに基づいて機械オイルの汚染係数を決定する；
ＰＤ：初期理想残存寿命、温度ベース残存寿命、及び汚染係数に基づいて機械オイルの寿命損失係数を決定する；
ＰＥ：機械オイルの寿命損失係数及びサンプル度数に基づいて機械オイルからの損失寿命量を決定する；
ＰＦ：損失寿命量及び初期理想残存寿命に基づいて機械オイルの修正した理想残存寿命を計算する；
ＰＧ：修正した理想残存寿命及び寿命損失係数に基づいて機械オイルの実際の残存寿命を予測する。
図示され本明細書で記載されるフロー図において、図示されていない他のプロセスを実施することができ、種々の実施形態に応じてプロセスの順序を変えることもできる点は理解される。加えて、１又はそれ以上の記載のプロセスの間に中間のプロセスを実施することができる。図示され本明細書で記載されるプロセスの流れは、種々の実施形態の限定とみなすべきではない。
図３は、以下：
Ａ）理想条件に基づくオイル残存寿命の理論計算；
Ｂ）汚染係数曲線；
Ｃ）実際の損失寿命に基づくオイル残存寿命の計算；及び
Ｄ）考慮に入れた有効残存寿命計算に基づくオイル残存寿命の計算
に従って予測したオイル残存寿命曲線の例示的なグラフを示している。年単位の残存時間が左のＹ軸に示され、汚染係数が右のＹ軸に示され、時間がＸ軸に示される。
図４は、本発明の種々の実施形態に従って本明細書で記載される機能を実施するための監視システム１１４を含む例示的な環境１０１を示している。この点に関して、環境１０１は、例えば、機械からの機械オイル（潤滑及び／又は作動流体オイル）を監視するために本明細書で記載される１又はそれ以上のプロセスを実施できるコンピュータシステム１０２を含む。詳細には、コンピュータシステム１０２は、監視システム１１４を含むように図示されており、該監視システム１１４は、本明細書で記載されるプロセスの何れか／全てを実施して、本明細書で記載される実施形態の何れか／全てを実装することによって、コンピュータシステム１０２に機械オイルを監視するよう作動させることができる。
コンピュータシステム１０２は、コンピュータデバイス１２４を含むように図示されており、該コンピュータデバイス１２４は、処理構成要素１０４（例えば、１又はそれ以上のプロセッサ）、記憶構成要素１０６（例えば、記憶階層構造）、入力／出力（Ｉ／Ｏ）要素１０８（例えば、１又はそれ以上のＩ／Ｏインタフェース及び／又はデバイス）、及び通信経路１１０を含むことができる。一般に、処理構成要素１０４は、監視システム１１４のようなプログラムコードを実行し、該プログラムコードは、記憶構成要素１０６内に少なくとも部分的に組み込まれる。プログラムコードを実行している間、処理構成要素１０４は、データを処理することができ、これにより更なる処理のために記憶構成要素１０６及び／又はＩ／Ｏ構成要素１０８との間で転送データの読み出し及び／又は書き込みを行うことができる。通信経路１１０は、コンピュータシステム１０２における構成要素の各々間の通信リンクを提供する。Ｉ／Ｏ構成要素１０８は、ユーザ（例えば、人間及び／又はコンピュータユーザ）１１２が、コンピュータシステム１０２と対話できるようにする１又はそれ以上のヒューマンＩ／Ｏデバイス、及び／又はシステムユーザ１１２が何れかのタイプの通信リンクを用いてコンピュータシステム１０２と通信できるようにする１又はそれ以上の通信デバイスを含むことができる。この点に関して、監視システム１１４は、人間及び／又はシステムユーザ１１２と監視システム１１４との対話を可能にするインタフェース（例えば、グラフィカルユーザインタフェース、アプリケーションプログラムインタフェース、その他）のセットを管理することができる。更に、監視システム１１４は、何らかの解決手法を用いて、オイル温度データ６０（例えば、センサシステム１５０によって取得されたオイルの温度に関するデータ）、オイル汚染データ８０（例えば、センサシステム１５０によって取得されたオイルの汚染レベルに関するデータ）、及び／又はオイル度数データ９０（例えば、センサシステム１５０によって取得されたオイルの度数測定値に関するデータ）などのデータを管理（例えば、格納、読み出し、生成、操作、編集、提示、その他）することができる。監視システム１１４は、更に、無線及び／又は有線手段を介して機械１１８及び／又はオイルセンサシステム１５０と通信することができる。
何れの場合においても、コンピュータシステム１０２は、監視システム１１４などのインストールされたプログラムコードを実行できる１又はそれ以上の汎用コンピュータ製品（例えば、コンピュータデバイス）を含むことができる。本明細書で使用される「プログラムコード」とは、情報処理能力を有するコンピュータデバイスが、特定の機能を直接実施するか、或いは、（ａ）別の言語、コード又は表記への変換、（ｂ）異なるマテリアル形式での再生、及び／又は（ｃ）展開の何れかの組み合わせの後で実施するようにする、何らかの言語、コード又は表記の何れかの命令集合を意味することを理解されたい。この点に関して、監視システム１１４は、システムソフトウェア及び／又はアプリケーションソフトウェアの何らかの組み合わせとして具現化することができる。更に、監視システム１１４は、クラウドベースのコンピュータ環境で実装することができ、ここで１又はそれ以上のプロセスは、別個のコンピュータデバイス（例えば、複数のコンピュータデバイス２４）にて実施され、これら別個のコンピュータデバイスの１又はそれ以上は、図４のコンピュータデバイスに関して図示され説明された構成要素の一部のみを含むことができることは理解される。
更に、監視システム１１４は、モジュール１３２のセットを用いて実装することができる。この事例では、モジュール１３２は、監視システム１１４によって使用されるタスクのセットをコンピュータシステム１０２が実施できるようにし、監視システム１１４の他の部分とは別に独立して開発及び／又は実装することができる。本明細書で使用される用語「構成要素」は、ソフトウェアを伴って又は伴わずに、何らかの解決手法を用いて記載の機能を協働して実装する何れかのハードウェア構成を意味し、他方、用語「モジュール」は、コンピュータシステム１０２が何らかの解決手法を用いて記載の機能を協働して実装できるようにするプログラムコードを意味する。モジュールは、処理要素１０４を含むコンピュータシステム１０２の記憶構成要素１０６内に組み込まれたときに、機能を実装する構成要素の実質的な部分である。何れにしても、２つ又はそれ以上の構成要素、モジュール、及び／又はシステムは、それぞれのハードウェア及び／又はソフトウェアの一部／全てを共有できる点を理解されたい。更に、本明細書で考察される機能の一部は実装されない場合があり、或いは、追加の機能をコンピュータシステム１０２の一部として含めることができる点を理解されたい。
コンピュータシステム１０２が、複数のコンピュータデバイスを備える場合には、各コンピュータデバイスは、内部に組み込まれた監視システム１１４の一部のみ（例えば、１又はそれ以上のモジュール１３２）を有することができる。しかしながら、コンピュータシステム１０２並びに監視システム１１４は、本明細書で記載されるプロセスを実施できる様々な可能性のある同等のコンピュータシステムを表しているに過ぎない点は理解されたい。この点に関して、他の実施形態では、コンピュータシステム１０２並びに監視システム１１４によって提供される機能は、プログラムコードを伴って又は伴わずに、汎用及び／又は専用のハードウェアの何れかの組み合わせを含む１又はそれ以上のコンピュータデバイスによって少なくとも部分的に実装することができる。各実施形態では、ハードウェア及び含まれる場合にはプログラムコードは、それぞれ標準エンジニアリング及びプログラミング技術を用いて作製することができる。
何れにしても、コンピュータシステム１０２が複数のコンピュータデバイス１２４を含む場合には、コンピュータデバイスは、何らかのタイプの通信リンクを介して通信することができる。更に、本明細書で記載されるプロセスを実施している間、コンピュータシステム１０２は、何らかのタイプの通信リンクを用いて１又はそれ以上の他のコンピュータシステムと通信することができる。何れの事例においても、通信リンクは、様々なタイプの有線及び／又は無線リンクの何れかの組み合わせを含み、１又はそれ以上のタイプのネットワークの組み合わせを含み、及び／又は種々のタイプの伝送技術及びプロトコルの何れかの組み合わせを利用することができる。
コンピュータシステム１０２は、何れかの解決手法を用いて、オイル温度データ６０、オイル汚染データ８０、及び／又はオイル度数データ９０などのデータを取得又は提供することができる。コンピュータシステム１０２は、１又はそれ以上のデータストアからオイル温度データ６０、オイル汚染データ８０、及び／又はオイル度数データ９０を生成して、機械１１８、オイルセンサシステム１５０、及び／又はユーザ１１２などの別のシステムからデータ６０及び／又はオイル度数データ９０を受け取り、このデータ６０及び／又はプローブ受信データ８０を別のシステムなどに送ることができる。
機械オイルを監視する方法及びシステムとして本明細書で図示され記載されたが、本発明の態様は更に、様々な代替の実施形態を提供することは理解される。例えば、１つの実施形態において、本発明は、実行時にコンピュータシステムが機械オイルを監視することができる、少なくとも１つのコンピュータ可読媒体内に組み込まれたコンピュータプログラムを提供する。この点に関して、コンピュータ可読媒体は、本明細書で記載されるプロセス及び／又は実施形態の一部又は全てを実装した、監視システム１１４（図４）のようなプログラムコードを含む。用語「コンピュータ可読媒体」は、コンピュータデバイスによってプログラムコードのコピーを認識、複製、又は他の方法で伝達することができる現在公知の又は将来開発される何れかのタイプの有形の表現媒体の１又はそれ以上を含む点を理解されたい。例えば、コンピュータ可読媒体は、１又はそれ以上のポータブル記憶媒体製品、コンピュータデバイスの１又はそれ以上のメモリ／記憶構成要素、紙媒体、その他を含むことができる。
別の実施形態において、本発明は、本明細書で記載されるプロセスの一部又は全てを実装した、監視システム１１４（図４）のようなプログラムコードのコピーを提供する方法を提供する。この場合、コンピュータシステムは、本明細書で記載されるプロセスの一部又は全てを実装するプログラムコードのコピーを処理して、第２の別の場所で受け取るために、プログラムコードのコピーをデータ信号セットにエンコードするようにして設定及び／又は変更された特性の１又はそれ以上を有するデータ信号セットを生成し送信することができる。同様に、本発明の１つの実施形態は、本明細書で記載されるプロセスの一部又は全てを実装するプログラムコードのコピーを収集する方法を提供し、本方法は、コンピュータシステムが、本明細書で記載されるデータ信号セットを受け取り、該データ信号セットを、少なくとも１つのコンピュータ可読媒体中に組み込まれたコンピュータプログラムのコピーに翻訳するステップを含む。何れの事例においても、データ信号セットは、何れかのタイプの通信リンクを用いて送信／受信することができる。
更に別の実施形態において、本発明は、機械オイルを監視する方法を提供する。この場合、コンピュータシステム１０２（図４）のようなコンピュータシステムを取得（例えば、作成する、維持する、利用可能にする、その他）することができ、及び本明細書で記載されるプロセスを実施する１又はそれ以上の構成要素を取得（例えば、作成、購入、使用、修正、その他）して、コンピュータシステムに展開することができる。この点に関して、展開は、（１）コンピュータデバイスにプログラムコードをインストールすること、（２）コンピュータシステムに１又はそれ以上のコンピュータ及び／又はＩ／Ｏデバイスを追加すること、（３）本明細書で記載されるプロセスを実行できるようコンピュータシステムを組み込む及び／又は修正すること、のうちの１又はそれ以上を含むことができる。
何れの場合においても、例えば監視システム１１４を含む、本発明の種々の実施形態の技術的効果は、機械オイル（例えば、機械（例えば、機械１１８）からの機械オイル）を監視することである。監視システム１１４は、複数の別個の用途における機械オイルを監視、例えば、自動車システムにおける機械オイルを監視して、機械の一部（例えば、圧縮機又は機械的駆動装置、その他）における機械オイルを監視するよう実装することができることは理解される。
種々の実施形態によれば、機械１１８は、圧縮機、プレス機、液圧ドリル、穴開け機、スコープ機械、及び／又は切削機を含むことができる。種々の実施形態において、機械１１８が、例えば圧縮機又は切削機を含む場合、監視システム１１４（及び関連のセンサシステム１５０）は、機械の潤滑オイルの特性を監視するよう構成することができる。他の場合において、機械１１８が、例えば液圧プレス機、液圧ドリル、又は液圧機械の別の構成要素を含む場合には、監視システム（及び関連のセンサシステム１５０）は更に、本明細書で記載されるような液圧流体（オイル）の特性を監視することができる。
種々の追加の実施形態は、機械オイル監視装置を含むことができ、該機械オイル監視装置は、監視システム１１４（及び関連機能）の１又はそれ以上の構成要素と、オイルセンサシステム１５０とを含むことができる。機械オイル監視装置は、機械オイルの１又はそれ以上の状態を非侵入的に監視するよう構成することができる。一部の場合において、機械オイル監視装置（及び詳細には、オイルセンサシステム１５０）は、限定ではないが、国際標準化機構（ＩＳＯ）粒子数、鉄鋼材粒子数、含水量及び／又は化学分解を含む、機械オイルの１又はそれ以上のパラメータを監視することができる。
種々の実施形態において、機械オイル監視装置は、これらのパラメータを連続して監視し、これらのパラメータを許容可能な閾値（例えば、レベル又は範囲）と比較して、機械オイルが望ましいレベルにあるかどうかを判定することができる。機械オイル監視装置は、潤滑オイルの判定されたパラメータが、許容可能でない閾値／範囲を逸脱し、接近し、及び／又はそれに向かう傾向がある場合に１又はそれ以上の警報を出すためのインタフェース（例えば、ヒューマン・マシン・インタフェース（ＨＭＩ））を含むことができる。
一部の場合において、機械オイル監視装置は、機械に装着又は他の方法で結合することができる。他の場合において、機械オイル監視装置は、機械オイルの状態のリアルタイム監視を可能にするために機械に近接して配置される。
種々の実施形態において、機械オイル監視装置は、機械における既存の機械オイルリザーバと流体接続することができる。一部の特定の実施形態において、機械オイル監視装置は、機械のオイルリザーバの戻り管路ドレインセクションと流体接続される。一部の場合において、機械オイル監視装置は、リザーバからオイルを取り出すためのオイル供給管路と、リザーバに試験したオイルを戻すためのドレイン管路とを含む。機械オイル監視装置はまた、リザーバ又は機械の近接した部分に装着するためのマウントを含むことができる。
図５及び６は、それぞれ、本発明の種々の実施形態による、機械オイル監視装置５００の概略正面図及び部分斜視図を示す。機械オイル監視装置５００は、オイルセンサシステム１５０（図４）の一部とすることができる。すなわち、オイルセンサシステム１５０は、図５及び６に関して図示し説明されたオイル監視装置５００を含むことができる。図５は、ベースプレート５０６及び後方支持体５０８（図６）を覆うケーシング５０４を有するハウジングセクション５０２を含む装置５００を示す。図５はまた、ハウジングセクション５０２と結合されたマウント５１０を示している。図６は、ケーシング５０４無しの装置５００を斜視図で示しており、オイル取入れ導管５１２、オイルポンプ５１４、内部導管５１６、オイル分析装置５１８、及びドレイン導管５２０を示している。装置５００に関して記載された種々の構成要素は、鋼鉄、銅、アルミニウム、合金、複合材、その他のような当該技術分野で公知の従来の材料（例えば、金属）から形成することができる。
図５及び６の両方を参照すると、一部の特定の実施形態において、機械オイル監視装置５００は、シートメタル又は他の好適な複合材から形成できる、ベースプレート５０６及び後方支持体５０８を有するハウジングセクション５０２を含むことができる。ハウジングセクション５０２はまた、図５に示すように、ベースプレート５０６及び後方支持体５０８に結合されたケーシング５０４を含むことができる。種々の実施形態において、ケーシングは、インタフェース５２６（例えば、ヒューマン・マシン・インタフェース（ＨＭＩ））を含むことができ、該インタフェースは、ディスプレイ５２８（例えば、タッチスクリーン、デジタル又は他のディスプレイ）を含むことができる。一部の場合において、インタフェース５２６は、１又はそれ以上の警報インジケータ５３０を含むことができ、該警報インジケータは、試験したオイル又はガスの状態が望ましくないレベル（例えば、範囲）に接近しつつある、又は接近した、又は接近する可能性があることを表示するため、１又はそれ以上のライト（例えば、ＬＥＤ）、音声インジケータ及び／又は触覚インジケータを含むことができる。
ハウジングセクション５０２はまた、ベースプレート５０６に接続され且つベースプレート５０６を貫通して延びるオイル取入れ導管５１２を含むことができる。オイル取入れ導管５１２は、機械オイルリザーバ（リザーバ）５４０と流体接続することができ、リザーバ５４０からオイルを取り出すように構成される。同様に（図６に）図示するように、ハウジングセクション５０２は、ケーシング５０４内に実質的に収容され且つオイル取入れ導管５１２と流体接続されたオイルポンプ５１４を含むことができる。ポンプ５１４は、オイル取入れ導管５１２を通って（及びベースプレート５０６の上方で）リザーバ５４０からオイルを取り出すためのポンプ圧力を提供することができる。ハウジングセクション５０２は更に、オイルポンプ５１４（ポンプ５１４の出口で）及び取入れ導管５１２と流体接続された内部導管５１６を含むことができる。内部導管５１６は、ポンプ５１４からの取入オイルを受け取るように構成される。ハウジングセクション５０２はまた、内部導管５１６と流体的に接続されたオイル分析装置５１８を含むことができ、ここでオイル分析装置５１８は、取り込んだオイルの特性（例えば、粒子数／ＩＳＯレベル、鉄粒子数、含水量、温度及び／又は誘電率）を測定する。同様に図示されるように、ハウジングセクション５０２は、オイル分析装置５１８に流体接続され、ベースプレート５０６を貫通して延びてリザーバ５４０と流体接続されたドレイン導管５２０を含むことができる。ドレイン導管５２０は、試験したオイルを排出してリザーバ５４０に戻すことを可能にする。
装置５００はまた、ハウジングセクション５０２に結合されたマウント５７０を含むことができる。マウント５７０は、機械のオイルリザーバ５４０に結合するように設計することができる。
種々の実施形態において、ベースプレート５０６は、垂直方向下向きに面するように、例えば、垂直軸（ｙ）に対し垂直に延在するよう構成される。これにより、ドレイン導管５６０が、重力を利用して試験した潤滑オイルを排出してリザーバ５４０に戻すことを可能にすることができる。このような場合、ベースプレート５０６はリザーバ５４０の上方に位置する。
一部の特定の実施形態において、マウント５１０は、ハウジングセクション５０２と結合される垂直方向に延びる脊柱部５７４と水平方向に延びるベース５７６とを含む、Ｌ型部材５７２を含む。水平方向に延びるベース５７６は、機械のオイル又はガスリザーバ５４０上に装着することができる。
装置５００は、電源ユニット（例えば、バッテリ電源ユニット）、及び／又は機械の１又はそれ以上の電源と直交流（ＡＣ）接続により給電することができることは理解される。
作動中、装置５００は、取入れ導管５１２を介してオイルリザーバ５４０からリザーバオイルを取り出し（ポンプ５１４が圧力を供給してリザーバオイルを垂直方向上向きに取り出して）、当該取り出したオイルを内部導管５１６に通してポンプ送給して、アナライザ５１８にオイルを供給して試験した後、オイルを放出してドレイン導管５２０を介してリザーバ５４０に戻すように構成される。種々の実施形態において、ドレイン導管５２０は、取入れ導管５１２と結合されたセクション５８２ではなく、リザーバ５４０の別個のセクション５８０へ排出する。一部の場合において、リザーバ５４０は、取り出し箇所５８２から排出箇所５８０に向かう実質的に連続した流路を有し、このことは、新しいオイルが機械からリザーバ５４０に連続的に流入して、リザーバ５４０を通過し（及び装置５００により試験され）て、機械に再流入することを意味する。
種々の実施形態において、互いに「結合される」ように記載された構成要素は、１又はそれ以上の接合面に沿って接合することができる。一部の実施形態において、これらの接合面は、別個の構成要素間の接合部を含むことができ、他の場合においては、堅固に及び／又は一体的に形成された相互接続を含むことができる。すなわち、一部の場合において、互いに「結合された」構成要素は、単一の連続部材を定めるよう同時に形成することができる。しかしながら、他の実施形態では、これらの結合された構成要素は、別個の部材として形成されて、その後で公知のプロセス（例えば、締結、超音波溶接、接着）を介して接合されてもよい。
要素又は層が別の要素又は層の「上にある」、「係合されている」、「接続されている」、又は「結合されている」と呼ぶ場合、この要素又は層は、他の要素又は層に直接的にその上にあり、又はこれに接続され、或いはこれに結合することができ、或いは、介在要素又は層が存在することができる。対照的に、ある要素が別の要素又は層の「上に直接ある」、又はこれに「直接接続されている」、或いはこれに「直接結合される」と呼ぶ場合、介在する要素又は層は存在しない。要素間の関係を記述するのに使用される他の用語は、同じように解釈すべきである（例えば、「の間」と「の間に直接的に」、「隣接して」と「直接隣接して」、その他）。本明細書で使用される用語「及び／又は」は、関連する記載された品目の一部及び全ての組み合わせを含む。
本明細書で使用される用語は、特定の実施形態を説明するためのものに過ぎず、本開示を限定するものではない。本明細書で使用される単数形態は、前後関係から明らかに別の意味を示さない限り、複数形態も含む。更に、本明細書内で使用する場合に、「含む」及び／又は「備える」という用語は、そこに述べた特徴部、完全体、ステップ、動作、要素及び／又は構成部品の存在を明示しているが、１又はそれ以上の特徴部、要素、構成部品及び／又はそれらの群の存在又は付加を排除するものではないことは理解されるであろう。
本明細書は、最良の形態を含む実施例を用いて本発明を開示し、更に、あらゆる当業者があらゆるデバイス又はシステムを実施及び利用すること並びにあらゆる包含の方法を実施することを含む本発明を実施することを可能にする。本発明の特許保護される範囲は、請求項によって定義され、当業者であれば想起される他の実施例を含むことができる。このような他の実施例は、請求項の文言と差違のない構造要素を有する場合、或いは、請求項の文言と僅かな差違を有する均等な構造要素を含む場合には、本発明の範囲内にあるものとする。
２４ コンピュータデバイス
６０ オイル温度データ
８０ オイル汚染データ
９０ オイル度数データ
１０１ 環境
１０２ コンピュータシステム
１０４ 処理構成要素
１０６ 記憶構成要素
１０８ 入力／出力（Ｉ／Ｏ）構成要素
１１０ 通信経路
１１２ システムユーザ
１１４ 監視システム
１１８ 機械
１２４ コンピュータデバイス
１３２ モジュール
１５０ センサシステム
５００ 機械オイル監視装置
５０２ ハウジングセクション
５０４ ケーシング
５０６ ベースプレート
５０８ 後方支持体
５１０ マウント
５１２ オイル取入れ導管
５１４ オイルポンプ
５１６ 内部導管
５１８ オイル分析装置
５２０ ドレイン導管
５２６ インタフェース
５２８ ディスプレイ
５３０ 警報インジケータ
５４０ 機械オイルリザーバ（リザーバ）
５６０ 導管
５７０ マウント
５７２ Ｌ型部材
５７４ 脊柱部
５７６ ベース
５８０ 排出箇所
５８２ 取り出し箇所

Claims (20)

  1. 少なくとも１つのコンピュータデバイス（１２４）を備えたシステム（１０２）であって、
    前記少なくとも１つのコンピュータデバイス（１２４）が、
    機械オイルについての初期理想残存寿命を決定するステップと、
    前記機械オイルの温度測定値に基づいて前記機械オイルについての温度ベースの残存寿命を決定するステップと、
    前記機械オイルの汚染サンプルに基づいて前記機械オイルの汚染係数を計算するステップと、
    前記汚染係数、前記初期理想残存寿命及び前記温度ベースの残存寿命に基づいて前記機械オイルについての更新した理想残存寿命を決定するステップと、
    前記更新した理想残存寿命及び寿命損失係数に基づいて前記機械オイルについての実際の残存寿命を決定するステップと、
    を含む処理を実施することによって機械オイルを監視するように構成されている、システム（１０２）。
  2. 前記少なくとも１つのコンピュータデバイス（１２４）が更に、次式、
    （寿命損失係数）＝［（初期理想残存寿命）／（温度ベースの残存寿命）］×（汚染係数）
    に従って前記寿命損失係数を決定するように構成されている、請求項１に記載のシステム（１０２）。
  3. 前記少なくとも１つのコンピュータデバイス（１２４）が更に、前記機械オイルのサンプル度数に基づいた前記機械オイルのサンプリング間の経過時間を決定するように構成されている、請求項２に記載のシステム（１０２）。
  4. 実際の残存寿命を決定する前記ステップが、次式
    （実際の損失寿命）＝（寿命損失係数）×（機械オイルのサンプル度数）
    に従って実際の損失寿命を決定するステップを含む、請求項３に記載のシステム（１０２）。
  5. 前記機械オイルについての更新した理想残存寿命を決定する前記ステップが、次式
    （更新した理想残存寿命）＝（初期理想残存寿命）−（実際の損失寿命）
    に従って前記更新した理想残存寿命を計算するステップを含む、請求項４に記載のシステム（１０２）。
  6. 前記機械オイルについての実際の残存寿命を決定する前記ステップが、次式
    （実際の残存寿命）＝（更新した理想残存寿命）／（寿命損失係数）
    に従って前記実際の残存寿命を計算するステップを含む、請求項１に記載のシステム（１０２）。
  7. 前記少なくとも１つのコンピュータデバイス（１２４）と結合された機械オイルをサンプリングするためのオイルセンサシステム（１５０）を更に備え、前記機械オイルについての前記温度ベースの残存寿命が、前記機械オイルのアレニウス反応速度に基づいて計算される、請求項１に記載のシステム（１０２）。
  8. 前記汚染係数が、前記機械オイルの以下の属性、すなわち、鉄粒子数、含水量、誘電率及び国際標準化機構（ＩＳＯ）レベル粒子数の内の少なくとも１つの測定値に基づいて計算される、請求項１に記載のシステム（１０２）。
  9. 前記汚染係数が、前記機械オイルについての複数の国際標準化機構（ＩＳＯ）レベル粒子数を平均することにより計算された平均ＩＳＯレベル粒子数に基づいて計算される、請求項１に記載のシステム（１０２）。
  10. プログラムコードを含むコンピュータプログラム製品であって、前記プログラムコードが、１つのコンピュータデバイス（１２４）によって実行されたときに、少なくとも１つの前記コンピュータデバイス（１２４）に対して、
    機械オイルについての初期理想残存寿命を決定するステップと、
    前記機械オイルの温度測定値に基づいて前記機械オイルについての温度ベースの残存寿命を決定するステップと、
    前記機械オイルの汚染サンプルに基づいて前記機械オイルの汚染係数を計算するステップと、
    前記汚染係数、前記初期理想残存寿命及び前記温度ベースの残存寿命に基づいて前記機械オイルについての更新した理想残存寿命を決定するステップと、
    前記更新した理想残存寿命及び寿命損失係数に基づいて前記機械オイルについての実際の残存寿命を決定するステップと、
    を含む処理を実施することによって機械オイルを監視させるようにする、コンピュータプログラム製品。
  11. 前記プログラムコードが、前記少なくとも１つのコンピュータデバイス（１２４）に対して、次式
    （寿命損失係数）＝［（初期理想残存寿命）／（温度ベースの残存寿命）］×（汚染係数）
    に従って前記寿命損失係数を決定させるようにする、請求項１０に記載のコンピュータプログラム製品。
  12. 前記プログラムコードが、前記少なくとも１つのコンピュータデバイス（１２４）に対して、前記機械オイルのサンプル度数を更に取得させるようにする、請求項１１に記載のコンピュータプログラム製品。
  13. 実際の残存寿命を決定する前記ステップが、次式
    （実際の損失寿命）＝（寿命損失係数）×（機械オイルのサンプル度数）
    に従って実際の損失寿命を決定するステップを含む、請求項１２に記載のコンピュータプログラム製品。
  14. 前記機械オイルについての更新した理想残存寿命を決定する前記ステップが、次式
    （更新した理想残存寿命）＝（初期理想残存寿命）−（実際の損失寿命）
    に従って前記更新した理想残存寿命を計算するステップを含む、請求項１３に記載のコンピュータプログラム製品。
  15. 前記機械オイルについての実際の残存寿命を決定する前記ステップが、次式
    （実際の残存寿命）＝（更新した理想残存寿命）／（寿命損失係数）
    に従って実際の残存寿命を計算するステップを含む、請求項１０に記載のコンピュータプログラム製品。
  16. 前記汚染係数が、前記機械オイルについての複数の国際標準化機構（ＩＳＯ）レベル粒子数を平均することにより計算された平均ＩＳＯレベル粒子数に基づいて計算される、請求項１０に記載のコンピュータプログラム製品。
  17. 少なくとも１つのコンピュータデバイス（１２４）を備えたシステム（１０２）であって、前記少なくとも１つのコンピュータデバイス（１２４）が、
    機械オイルについての初期理想残存寿命を予測するステップと、
    前記機械オイルの測定温度値に基づいて前記機械オイルについての温度ベースの残存寿命を決定するステップと、
    前記機械オイルの測定された汚染レベルに基づいて前記機械オイルの汚染係数を決定するステップと、
    前記初期理想残存寿命、前記温度ベースの残存寿命及び前記汚染係数に基づいて前記機械オイルの寿命損失係数を決定するステップと、
    前記寿命損失係数及び前記機械オイルのサンプリングされた度数に基づいて前記機械オイルの損失寿命量を決定するステップと、
    前記損失寿命量及び前記初期理想残存寿命に基づいて前記機械オイルについての修正した理想残存寿命を計算するステップと、
    前記修正した理想残存寿命及び前記寿命損失係数に基づいて前記機械オイルの実際の残存寿命を予測するステップと、
    を含む処理を実施することによって機械オイルを分析するように構成されている、システム（１０２）。
  18. 前記機械オイルの測定温度が、オイル供給源上の前記測定された汚染レベルと共通する箇所で測定される、請求項１７に記載のシステム（１０２）。
  19. 前記機械オイルの測定温度が、前記測定された汚染レベルと実質的に同時に測定される、請求項１８に記載のシステム（１０２）。
  20. 前記少なくとも１つのコンピュータデバイス（１２４）と結合され、前記機械オイルをサンプリングするためのオイルセンサシステム（１５０）を更に備え、前記汚染係数が、前記機械オイルについての複数の国際標準化機構（ＩＳＯ）レベル粒子数を平均することにより計算された平均ＩＳＯレベル粒子数に基づいて計算される、請求項１７に記載のシステム（１０２）。
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