JP2019158504A - 液体検出システムおよび液体検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】検出対象空間の自由度の高い液体検出システムを提供する。【解決手段】液体検出システムは、検出対象空間に設置される磁性部材と、磁性部材によって生じる磁束密度を測定する磁束密度センサと、磁束密度の変化量に基づいて検出対象空間への液体の浸入を検出する検出部とを備える。磁性部材は、液体を吸収することにより変形する液体吸収部材と、液体吸収部材の変形に伴って変位する磁性粒子とを含む。【選択図】図２

Description

本発明は、検出対象空間への液体の浸入を検出する液体検出システムおよび液体検出方法に関する。

特開２００７−１６３２５５号公報には、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identifier）タグと、ＲＦＩＤタグの表面に配設された吸水材と、ＲＦＩＤタグと通信を行なうリーダとを備える漏水検出システムが開示されている。当該漏水検出システムでは、ＲＦＩＤタグに流れ込む漏水による通信状態の変化に基づいて漏水の検出が行なわれる。

特開２００７−１６３２５５号公報

しかしながら、特開２００７−１６３２５５号公報に開示された漏水検出システムではＲＦＩＤタグを用いているため、ＲＦＩＤタグが設置可能な空間のみ漏水を検出できる。すなわち、ＲＦＩＤタグの形状に応じて検出対象空間が制限される。

本開示は、上記の問題点に着目してなされたもので、その目的は、検出対象空間の自由度の高い液体検出システムおよび液体検出方法を提供することである。

本開示の一例では、検出対象空間への液体の浸入を検出する液体検出システムは、検出対象空間に設置される磁性部材と、磁性部材によって生じる磁束密度を測定する磁束密度センサと、磁束密度の変化量に基づいて検出対象空間への液体の浸入を検出する検出部とを備える。磁性部材は、液体を吸収することにより変形する液体吸収部材と、液体吸収部材の変形に伴って変位する磁性粒子とを含む。

上記の構成によれば、液体吸収部材は、検出対象空間に浸入した液体を吸収して変形する。変形の典型的な例は膨張である。液体吸収部材の変形に伴い、磁性粒子が変位して、磁性粒子によって生じる磁束密度に変化が生じる。そのため、磁束密度の変化量に基づいて、検出対象空間への液体の浸入を検出することができる。液体吸収部材は、検出対象空間に応じて様々な形状を取ることができる。そのため、検出対象空間の自由度が高くなる。これにより、検出対象空間の自由度の高い液体検出システムを実現できる。

本開示の一例では、磁性粒子は、液体吸収部材中に分散する。磁性部材は、磁性粒子を１〜９０ｗｔ％含む。これにより、液体吸収部材の変形に伴って磁性粒子が変位しやすくなる。

本開示の一例では、磁性粒子は液体吸収部材の表面上に分散する。これにより、液体吸収部材の外部において、磁性粒子によって生じる磁束密度が大きくなる。その結果、液体吸収部材と磁束密度センサとの距離を長くすることができ、設計の自由度が高まる。

本開示の一例では、磁性部材は、液体吸収部材よりも小さい弾性率を有する樹脂成形体をさらに含む。磁性粒子は、樹脂成形体中に散在する。樹脂成形体は、液体吸収部材に接着される。磁性粒子を液体吸収部材中に分散させる場合、磁性粒子の量は、液体吸収部材における液体吸収性を低下させない範囲に限定される。しかしながら、磁性粒子を液体吸収部材ではなく樹脂成形体中に分散させるため、磁性粒子の量を多くすることができる。これにより、磁性粒子によって生じる磁束密度が大きくなる。その結果、液体吸収部材と磁束密度センサとの距離を長くすることができ、設計の自由度が高まる。

本開示の一例では、検出部は、変化量が第１閾値を超える場合に、検出対象空間へ液体が浸入したことを通知する。これにより、作業者は、当該通知を受けて適切な対応を実行することができる。

本開示の一例では、検出対象空間は、電子機器の内部空間である。検出部は、変化量が第２閾値を超える場合に、電子機器の故障予兆を警告する。これにより、作業者は、当該警告を確認することにより、電子機器のメンテナンスまたは交換などの適切な処置を実行することができる。

本開示の一例では、検出対象空間は、電子機器の内部空間である。検出部は、変化量に基づいて、電子機器の故障時期を予測する。これにより、作業者は、故障時期を確認して、電子機器のメンテナンスまたは交換などの適切な処置を適切なタイミングで実行することができる。

本開示の一例では、検出対象空間への液体の浸入を検出する液体検出方法は、検出対象空間に設置された磁性部材によって生じる磁束密度を測定する工程と、磁束密度の変化量に基づいて前記検出対象空間への前記液体の浸入を検出する工程とを備える。磁性部材は、液体を吸収することにより変形する液体吸収部材と、液体吸収部材の変形に伴って変位する磁性粒子とを含む。上記の構成によれば、検出対象空間の自由度の高い液体検出方法を実現できる。

本開示によれば、検出対象空間の自由度の高い液体検出システムおよび液体検出方法を提供することができる。

本実施の形態に係る液体検出システムが搭載された電子機器の一例を模式的に示す部分破断斜視図である。 液体検出システムの一例を模式的に示す図である。 液体吸収部材の変形に伴う磁性粒子の変位の一例を示す図である。 液体吸収部材の膨張率と、初期磁束密度Ｂ０と磁束密度Ｂｘとの比Ｂｘ／Ｂ０との関係を示す図である。 液体吸収部材の変形に伴う磁性粒子の変位の別の例を示す図である。 液体吸収部材の膨張率と、初期磁束密度Ｂ０と磁束密度Ｂｙとの比Ｂｙ／Ｂ０との関係を示す図である。 液体吸収部材の変形に伴う磁性粒子の変位のさらに別の例を示す図である。 液体吸収部材の膨張率と、初期磁束密度Ｂ０と磁束密度Ｂ１との比Ｂ１／Ｂ０との関係を示す図である。 液体検出システムを設置してからの経過時間と、初期磁束密度Ｂ０と現在の磁束密度Ｂｎとの比Ｂｎ／Ｂ０との関係を示す図である。 液体検出システムを用いた液体検出方法の流れを示すフローチャートである。 磁性部材の第１の変形例を示す図である。 磁性部材の第２の変形例を示す図である。

＜適用例＞
図１を参照して、本発明が適用される場面の一例について説明する。図１は、本実施の形態に係る液体検出システム１０が搭載された電子機器１００の一例を模式的に示す部分破断斜視図である。本実施の形態に係る液体検出システム１０は、電子機器１００の筐体１内への液体（たとえば水）の浸入を検出する。

図１に示されるように、液体検出システム１０は、磁性部材１１と、磁束密度センサ１４と、検出部１５とを備える。

磁性部材１１は、液体の浸入の検出対象空間に設置される。図１に示す例では、検出対象空間は、電子機器１００の内部空間（筐体１内の空間）である。ただし、検出対象空間は、これに限定されず、軸受等の機械部品内の空間、配水管の外部空間などであってもよい。

磁性部材１１は、液体を吸収することにより変形する液体吸収部材１２と、液体吸収部材１２の変形に伴って変位する磁性粒子１３とを含む。液体吸収部材１２は、検出対象空間に浸入した液体を吸収して変形する。液体吸収部材１２の変形量は、吸収した液体量と相関する。液体吸収部材１２の変形に伴い、磁性粒子１３が変位する。これにより、磁性粒子１３によって生じる磁束密度に変化が生じる。磁束密度センサ１４は、磁性粒子１３によって生じる磁束密度を測定する。検出部１５は、磁束密度の変化量に基づいて、検出対象空間への液体の浸入を検出する。

液体吸収部材１２は、検出対象空間に応じて様々な形状を取ることができる。そのため、液体検出システム１０の検出対象空間の自由度が高くなる。

＜構成例＞
（電子機器の構成）
以下に、液体検出システム１０の各構成と、液体検出システム１０が搭載される電子機器１００の詳細について説明する。図１に示す例では、電子機器１００は、筐体１と、絶縁被覆された複数の導線２を含むケーブル３と、封止体４と、ケーブル３に接続された制御回路基板５とを備える。

電子機器１００は、たとえば油、薬品、水などの液体が降りかかる環境下で使用される。電子機器１００は、たとえば生産ライン等で使用されるセンサ、スイッチまたはセーフティ機器である。センサには、たとえばファイバセンサ、変位センサ（測長センサ）、コードリーダ、フォトマイクロセンサ、超音波センサ、振動センサ、光電センサ、画像センサ、近接センサ、ロータリエンコーダ、圧力センサ、セーフティセンサなどが含まれる。スイッチには、リミットスイッチ、サムロータリスイッチ、マイクロスイッチ、押しボタンスイッチ、タクタイルスイッチ、ロッカースイッチ、ディップスイッチ、レベルスイッチなどが含まれる。セーフティ機器には、セーフティセンサ、セーフティリミットスイッチ、セーフティコントローラ、セーフティドアスイッチ、非常停止用押しボタンスイッチが含まれる。

筐体１は、内部の空間を液体から保護する。筐体１内には、制御回路基板５が配置される。制御回路基板５には、各種の部品が搭載される。たとえば、電子機器１００が光学式の変位センサである場合、レーザ光を発する光源と、対象物体からの反射光を受光する受光素子と、受光素子の受光量に応じて変位量を演算する演算回路とが制御回路基板５に搭載される。ケーブル３は、制御回路基板５と外部装置とを接続する。封止体４は、ケーブル３と筐体１との隙間を封止する。

（液体検出システムの構成）
図２は、液体検出システム１０の一例を模式的に示す図である。図２に示す例の液体検出システム１０は、図１に示す電子機器１００の内部空間を検出対象空間とし、検出対象空間への液体の浸入を検出する。図２に示す例では、液体検出システム１０は、磁性部材１１と、磁束密度センサ１４と、検出部１５と、表示装置１６とを備えてもよい。磁性部材１１は、液体吸収部材１２と磁性粒子１３とを含む。図１に示す例では、液体検出システム１０のうち磁性部材１１、磁束密度センサ１４および検出部１５が電子機器１００の内部空間に設置される。磁束密度センサ１４および検出部１５は、制御回路基板５に実装される。

液体吸収部材１２は、液体を吸収することにより変形する材料で構成された部材である。ここで、「変形」の典型的な例は「膨張」である。液体は、たとえば油、薬品、水などである。液体の状態は特に限定されず、霧状であってもよい。液体吸収部材１２の変形量は、液体の吸収量と相関する。たとえば、液体の吸収量が多いほど液体吸収部材１２の膨張量が大きくなる。

液体吸収部材１２は、たとえばエラストマ、ゴムおよびエポキシ樹脂単体の少なくとも１つと吸水性樹脂との複合材料からなる。たとえば、液体吸収部材１２は、ポリアクリル酸塩系の吸水性樹脂とエチレンプロピレンゴムとの複合材料であり、ポリアクリル酸塩系の吸水性樹脂を１〜８０ｗｔ％含む。

図１および図２に示す例では、液体吸収部材１２は、電子機器１００の内部空間において液体の浸入が生じやすい箇所である、封止体４の近傍に配置される。液体吸収部材１２はリング状であり、液体吸収部材１２の穴にはケーブル３が通される。しかしながら、液体吸収部材１２の形状はこれに限定されるものではなく、検出対象空間に応じた形状（たとえば板状、直方体形状、球状など）に適宜変更されてもよい。

磁性粒子１３は、液体吸収部材１２中に分散し、液体吸収部材１２の変形に伴って変位する。磁性粒子１３は、磁性を帯びた粒子であり、たとえば強磁性体で構成される。磁性粒子１３は、たとえば、鉄、コバルト、ニッケル、希土類金属等の強磁性金属、鉄−ニッケル、鉄−コバルト等の強磁性金属同士の合金、強磁性金属を含む合金、マグネタイト（Ｆｅ_３Ｏ_４），マグヘマイト（γ−Ｆｅ_２Ｏ_３）等の各種フェライト類に代表される強磁性金属の酸化物等によって構成される。

液体吸収部材１２を成形する前に液体吸収部材１２の原料中に磁化された状態の磁性粒子１３を分散させ、一定方向の磁場中で液体吸収部材１２を成形してもよい。これにより、液体吸収部材１２中に分散する磁性粒子１３の磁化方向が揃う。さらに、磁性粒子１３が針状である場合、液体吸収部材１２中に分散する磁性粒子１３の軸方向が揃う。なお、磁性粒子１３を分散させる際は、規則的に配置しても、不規則に配置してもよい。規則的な配置としては、たとえば、磁性粒子１３が等間隔に配置される状態や、２つ以上の磁性粒子１３が集団となったクラスタのパターンが繰り返し配置される状態があるが、これらに限らない。

もしくは、液体吸収部材１２を成形する前に液体吸収部材１２の原料中に磁化されていない磁性粒子１３を分散させ、一定方向の磁場をかけて磁性粒子１３を磁化させながら液体吸収部材１２を成形してもよい。これにより、液体吸収部材１２中に分散する磁性粒子１３の磁化方向が揃う。

磁性部材１１は、磁性粒子１３を１〜９０ｗｔ％、好ましくは２〜８０ｗｔ％、さらに好ましくは５〜８０ｗｔ％含む。

磁束密度センサ１４は、磁性部材１１によって生じる磁束密度を測定できるように、磁性部材１１の近傍に配置される。磁束密度センサ１４は、磁気抵抗素子（ＧＭＲ（Giant Magneto Resistive）素子、ＴＭＲ（Tunnel Magneto Resistance）素子など）、ホール素子、インダクタ等で構成される。

検出部１５は、磁束密度センサ１４によって測定された磁束密度の変化量ΔＢに基づいて、電子機器１００の内部空間への液体の浸入を検出する。たとえば、検出部１５は、液体検出システム１０の設置時に磁束密度センサ１４によって測定された磁束密度（以下、初期磁束密度Ｂ０という）に対する現在の磁束密度Ｂｎの変化量ΔＢと閾値Ｔｈとを比較する。検出部１５は、ΔＢ＞Ｔｈの場合に、電子機器１００の内部空間へ液体が浸入したことを検出する。もしくは、検出部１５は、ΔＢ＞Ｔｈの場合に、電子機器１００の故障予兆を警告してもよい。変化量ΔＢは、初期磁束密度Ｂ０に対する現在の磁束密度Ｂｎの変化を示すものであればよく、たとえば｜Ｂｎ−Ｂ０｜、｜Ｂｎ−Ｂ０｜／Ｂ０、１００×｜Ｂｎ−Ｂ０｜／Ｂ０、Ｂｎ／Ｂ０のいずれかであってもよい。

検出部１５は、液体が浸入したことを通知する通知画面を表示装置１６に表示させる。もしくは、検出部１５は、電子機器１００の故障予兆を警告する警告画面を表示装置１６に表示させてもよい。

検出部１５は、コンパレータ等を含む電子回路によって構成される。もしくは、検出部１５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、記憶部等を含み、情報処理に応じて各構成要素（ここでは表示装置１６）の制御を行なってもよい。記憶部は、たとえば、ハードディスクドライブ、ソリッドステートドライブ等の補助記憶装置であり、検出部１５で実行されるプログラム、当該プログラムの実行に必要な各種データ等を記憶する。

表示装置１６は、たとえば液晶ディスプレイ等で構成される。作業者は、表示装置１６を確認することにより、電子機器１００の筐体１への液体の浸入の有無を把握することができる。表示装置１６は、電子機器１００の外部に設置され、ケーブル３を用いて検出部１５と通信する。

（液体の浸入の検出原理）
図３は、液体吸収部材１２の変形に伴う磁性粒子１３の変位の一例を示す図である。図３に示す例では、液体吸収部材１２の膨張に伴って、磁性粒子１３間の距離Ｄが長くなる。磁性粒子１３間の距離Ｄが長くなることにより、磁束密度センサ１４によって測定される磁束密度が低下する。具体的には、液体吸収部材１２の膨張前には初期磁束密度Ｂ０が測定され、膨張後には磁束密度Ｂｘ（＜Ｂ０）が測定される。

図４は、液体吸収部材１２の膨張率と、初期磁束密度Ｂ０と磁束密度Ｂｘとの比Ｂｘ／Ｂ０との関係を示す図である。図４には、液体吸収部材１２の膨張に伴い磁性粒子１３間の距離Ｄが長くなる場合における比Ｂｘ／Ｂ０のシミュレーション結果が示される。図４に示されるように、液体吸収部材１２の液体の吸収量が増大し、液体吸収部材１２の膨張率が大きくなるにつれて、比Ｂｘ／Ｂ０は低下する。

図５は、液体吸収部材１２の変形に伴う磁性粒子１３の変位の別の例を示す図である。図５に示す例では、液体吸収部材１２の膨張前には磁性粒子１３の配向が揃っており、液体吸収部材１２の膨張に伴って磁性粒子１３の配向が不均一となる。磁性粒子１３の配向が不均一になるにつれ、磁束密度センサ１４によって測定される磁束密度が低下する。具体的には、液体吸収部材１２の膨張前には初期磁束密度Ｂ０が測定され、膨張後には磁束密度Ｂｙ（＜Ｂ０）が測定される。

図６は、液体吸収部材１２の膨張率と、初期磁束密度Ｂ０と磁束密度Ｂｙとの比Ｂｙ／Ｂ０との関係を示す図である。図６には、液体吸収部材１２の膨張に伴い磁性粒子１３の配向が不均一になる場合における比Ｂｙ／Ｂ０のシミュレーション結果が示される。図６に示されるように、液体吸収部材１２の液体の吸収量が増大し、液体吸収部材１２の膨張率が大きくなるにつれて、比Ｂｙ／Ｂ０は低下する。

図７は、液体吸収部材１２の変形に伴う磁性粒子１３の変位のさらに別の例を示す図である。図７に示す例では、液体吸収部材１２の膨張に伴って、磁性粒子１３間の距離が長くなるとともに磁性粒子１３の配向が不均一になる。磁性粒子１３間の距離が長くなるとともに、磁性粒子１３の配向が不均一になることにより、磁束密度センサ１４によって測定される磁束密度が低下する。具体的には、液体吸収部材１２の膨張前には初期磁束密度Ｂ０が測定され、膨張後には磁束密度Ｂ１（＜Ｂ０）が測定される。

図８は、液体吸収部材１２の膨張率と、初期磁束密度Ｂ０と磁束密度Ｂ１との比Ｂ１／Ｂ０との関係を示す図である。図８には、液体吸収部材１２の膨張に伴い磁性粒子１３間の距離が長くなるとともに磁性粒子１３の配向が不均一になる場合における比Ｂ１／Ｂ０のシミュレーション結果が示される。図８に示されるように、液体吸収部材１２の液体の吸収量が増大し、液体吸収部材１２の膨張率が大きくなるにつれて、比Ｂ１／Ｂ０は低下する。液体吸収部材１２が膨張する場合、磁性粒子１３間の距離が長くなる現象（図３参照）と、磁性粒子１３の配向が不均一になる現象（図５参照）との両者が同時に生じる。そのため、図８に示される比Ｂ１／Ｂ０の変化は、実測値により近い。

図４、図６、図８に示されるように、液体吸収部材１２の膨張率に応じて磁束密度は低下する。液体吸収部材１２の膨張率は、液体吸収部材１２により液体の吸収量と相関する。そのため、磁束密度の変化量ΔＢは、液体吸収部材１２による液体の吸収量と相関する。その結果、磁束密度の変化量ΔＢを確認することにより、液体吸収部材１２による液体の吸収量を把握することができる。

図９は、液体検出システム１０を設置してからの経過時間と、初期磁束密度Ｂ０と現在の磁束密度Ｂｎとの比Ｂｎ／Ｂ０との関係を示す図である。時間が経過するにつれて液体吸収部材１２による液体の吸収量が増大し、液体吸収部材１２の膨張率が増大する。液体吸収部材１２の膨張に伴い、比Ｂｎ／Ｂ０は低下する。図９に示す例では、比Ｂｎ／Ｂ０が５７％以上であれば電子機器１００が問題なく動作可能であり、第１閾値Ｔｈ１＝４３％が予め設定される。これにより、検出部１５は、磁束密度の変化量ΔＢ（＝１００×｜Ｂｎ−Ｂ０｜／Ｂ０）とＴｈ１と比較し、ΔＢ＞Ｔｈ１の場合に、電子機器１００の内部空間へ液体が浸入したことを作業者に通知することができる。

さらに図９に示す例では、比Ｂｎ／Ｂ０が３０％未満になると電子機器１００の故障が近日中に発生する確率が高くなるため、第２閾値Ｔｈ２＝７０％が予め設定される。これにより、検出部１５は、磁束密度の変化量ΔＢ（＝１００×｜Ｂｎ−Ｂ０｜／Ｂ０）とＴｈ２と比較し、ΔＢ＞Ｔｈ２の場合に、電子機器１００の故障予兆を作業者に警告することができる。

（液体検出方法）
図１０は、液体検出システム１０を用いた液体検出方法の流れを示すフローチャートである。まずステップＳ１において、検出部１５は、電子機器１００への液体検出システム１０の設置時に磁束密度センサ１４によって測定された磁束密度を初期磁束密度Ｂ０として設定する。次にステップＳ２において、検出部１５は、磁束密度センサ１４によって測定された現在の磁束密度Ｂｎを取得し、初期磁束密度Ｂ０に対する磁束密度Ｂｎの変化量ΔＢを演算する。次にステップＳ３において、検出部１５は、ΔＢと第１閾値Ｔｈ１とを比較する。ΔＢ≦Ｔｈ１の場合（ステップＳ３でＮＯ）、処理はステップＳ２に戻される。ΔＢ＞Ｔｈ１の場合（ステップＳ３でＹＥＳ）、検出部１５は、電子機器１００の内部空間への液体の浸入を検出する。ステップＳ４において、検出部１５は、電子機器１００の内部空間へ液体が浸入したことを示す通知画面を表示装置１６に表示させる。

次にステップＳ５において、検出部１５は、ΔＢと第２閾値Ｔｈ２とを比較する。ΔＢ≦Ｔｈ２の場合（ステップＳ５でＮＯ）、処理はステップＳ２に戻される。ΔＢ＞Ｔｈ２の場合（ステップＳ５でＹＥＳ）、検出部１５は、ステップＳ６において、電子機器１００の故障予兆を警告する警告画面を表示装置１６に表示させる。ステップＳ６の後、処理は終了する。

＜作用・効果＞
以上のように、本実施の形態の液体検出システムは、検出対象空間に設置される磁性部材１１と、磁性部材１１によって生じる磁束密度を測定する磁束密度センサ１４と、磁束密度の変化量に基づいて検出対象空間への液体の浸入を検出する検出部１５とを備える。磁性部材１１は、液体を吸収することにより変形する液体吸収部材１２と、液体吸収部材１２の変形に伴って変位する磁性粒子１３とを含む。

本実施の形態の液体検出方法は、検出対象空間に設置された磁性部材１１によって生じる磁束密度を測定する工程と、磁束密度の変化量に基づいて検出対象空間への液体の浸入を検出する工程とを備える。

上記の構成によれば、液体吸収部材１２は、検出対象空間に浸入した液体を吸収して変形する。液体吸収部材１２の変形に伴い、磁性粒子１３が変位する。これにより、磁性粒子１３によって生じる磁束密度に変化が生じる。そのため、磁束密度の変化量に基づいて、検出対象空間への液体の浸入を検出することができる。液体吸収部材１２は、検出対象空間に応じて様々な形状を取ることができる。そのため、検出対象空間の自由度が高くなる。

さらに、液体吸収部材１２の変形量は、液体吸収部材１２による液体の吸収量と相関する。そのため、磁束密度の変化量を確認することにより、検出対象空間への液体の浸入の経時変化を把握することができる。

磁性粒子１３は、液体吸収部材１２中に分散する。磁性部材１１は、磁性粒子１３を１〜９０ｗｔ％含む。これにより、液体吸収部材１２の変形（たとえば膨張）に伴って磁性粒子１３が変位しやすくなる。

検出部１５は、変化量ΔＢが第１閾値Ｔｈ１を超える場合に、検出対象空間へ液体が浸入したことを通知する。これにより、作業者は、当該通知を確認することにより、液体の浸入があったことを把握することができる。その結果、たとえば電子機器１００の状態を確認する等の行為を実行することができる。

検出対象空間は、電子機器１００の内部空間である。検出部１５は、変化量ΔＢが第２閾値Ｔｈ２を超える場合に、電子機器１００の故障予兆を警告する。これにより、作業者は、当該警告を確認することにより、電子機器１００のメンテナンスまたは交換などの適切な処置を実行することができる。

＜磁性部材の変形例＞
上記の説明では、磁性粒子１３が液体吸収部材１２中に分散するものとしたが、磁性粒子１３は、液体吸収部材１２中に分散していなくてもよい。

図１１は、磁性部材の第１の変形例を示す図である。図１１には、磁性粒子１３が液体吸収部材１２の表面上に分散する磁性部材１１ｃが示される。たとえば、磁性粒子１３を含む樹脂ペーストを液体吸収部材１２の表面にスクリーン印刷等の方法により印刷形成することにより、磁性粒子１３を含有する樹脂層２０が液体吸収部材１２の表面上に形成される。すなわち、磁性粒子１３は液体吸収部材１２の表面をコーティングする。これにより、磁性粒子１３は、液体吸収部材１２の表面上に分散する。液体吸収部材１２と磁束密度センサ１４との距離が一定である場合、磁束密度センサ１４によって測定される磁束密度は、磁性粒子１３が液体吸収部材１２中に分散する形態よりも液体吸収部材１２の表面上に分散する形態の方が大きくなる。さらに、磁性部材１１ｃによれば、樹脂層２０の面積を大きくすることができ、磁性粒子１３によって生じる磁束密度が大きくなる。その結果、液体吸収部材１２と磁束密度センサ１４との距離を長くすることができ、設計の自由度が高まる。

図１２は、磁性部材の第２の変形例を示す図である。図１２に示す例では、内部に磁性粒子１３が分散する樹脂成形体２１と液体吸収部材１２とが接着層２２により接着された磁性部材１１ｄが示される。樹脂成形体２１の弾性率は、接着層２２および液体吸収部材１２の弾性率よりも小さく、接着層２２の弾性率は、液体吸収部材１２の弾性率よりも小さいことが好ましい。これにより、液体吸収部材１２が変形したときに、当該変形に伴って接着層２２および樹脂成形体２１も変形する。その結果、樹脂成形体２１内に分散する磁性粒子１３によって生じる磁束密度が変化し、上記の形態と同様に、検出対象空間への液体の浸入を検出することができる。

磁性粒子１３を液体吸収部材１２中に分散させる場合、磁性粒子１３の量は、液体吸収部材１２における液体吸収性を低下させない範囲に限定される。しかしながら、磁性粒子１３を液体吸収部材１２ではなく樹脂成形体２１中に分散させるため、磁性粒子１３の量を多くすることができる。これにより、磁性粒子１３によって生じる磁束密度が大きくなる。その結果、液体吸収部材１２と磁束密度センサ１４との距離を長くすることができ、設計の自由度が高まる。

さらに、液体吸収部材１２は、ケーブル３と筐体１との間の隙間に封止体として配置されてもよい。これにより、液体吸収部材１２は、筐体１の内部空間に浸入しようとする液体を吸収し、筐体１の内部空間への液体の浸入を防止することができる。その結果、電子機器１００の寿命を延ばすことができる。

＜検出部の変形例＞
上記の説明では、検出部１５は、２つの閾値を用いて２段階の画面（通知画面および警告画面）を表示装置１６に表示させた。しかしながら、検出部１５は、第１閾値Ｔｈ１を用いて通知画面のみを表示装置１６に表示させてもよい。この場合、図１０においてステップＳ５，Ｓ６は省略される。もしくは、検出部１５は、第２閾値Ｔｈ２を用いて警告画面のみを表示装置１６に表示させてもよい。この場合、図１０においてステップＳ３，Ｓ４は省略される。もしくは、検出部１５は、３つ以上の閾値を用いて３段階以上の画面を表示装置１６に表示させてもよい。検出部１５が用いる閾値は、ユーザによって適宜変更または新たに設定されてもよい。

検出部１５は、磁束密度の変化量ΔＢに基づいて、電子機器１００の故障時期を予測してもよい。検出部１５は、予測した故障時期を表示装置１６に表示させる。これにより、作業者は、故障時期を確認して、電子機器１００のメンテナンスまたは交換などの適切な処置を適切なタイミングで実行することができる。

検出部１５は、電子機器１００の内部空間へ液体の浸入が発生したときからの磁束密度の経時変化のモデルデータ（たとえば図９に示されるようなグラフ）を予め記憶しておく。検出部１５は、初期磁束密度Ｂ０に対する現在の磁束密度Ｂｎの変化量ΔＢとモデルデータとを比較し、電子機器１００の故障時期を予測してもよい。たとえば、モデルデータにおいて、液体吸収部材１２による液体の吸収量が飽和したときの磁束密度が初期磁束密度Ｂ０の２０％であることを示す場合、検出部１５は、以下のようにして故障時期を予測する。

たとえば現在の磁束密度Ｂｎが初期磁束密度Ｂ０の３０％である場合、検出部１５は、モデルデータから、磁束密度が初期磁束密度Ｂ０の３０％から２０％まで低下するまでの時間を求め、現時刻から当該時間経過後の時刻を故障時期として決定する。

もしくは、検出部１５は、磁束密度センサ１４によって測定された磁束密度が初期磁束密度Ｂ０の７０％に到達した時刻ｔ１と、磁束密度センサ１４によって測定された磁束密度が初期磁束密度Ｂ０の３０％に到達した現時刻ｔ２と記憶する。検出部１５は、モデルデータから、磁束密度が初期磁束密度Ｂ０の７０％から３０％まで低下するまでの時間Ｔ１と、磁束密度が初期磁束密度Ｂ０の３０％から２０％まで低下するまでの時間Ｔ２とを求める。検出部１５は、現時刻ｔ２と時刻ｔ１との時間差Ｔ３を用いて、現時刻から故障発生までの予測時間Ｔ４をＴ４＝Ｔ３×Ｔ２／Ｔ１に基づいて算出する。検出部１５は、現時刻から予測時間Ｔ４経過後の時刻を故障時期として決定する。

＜磁束密度センサの変形例＞
上記の説明では、磁束密度センサ１４および検出部１５は、磁性部材１１とともに電子機器１００の内部空間に設置されるものとした。しかしながら、磁束密度センサ１４は、磁性部材１１と非接触で磁束密度を測定する。そのため、磁束密度センサ１４および検出部１５は、電子機器１００の外部に設置されてもよい。これにより、電子機器１００内に磁束密度センサ１４および検出部１５とこれらに接続する配線とを組み込む必要がない。

＜表示装置の変形例＞
表示装置１６は、複数色の中から選択された色の光を発する表示灯であってもよい。この場合、検出部１５は、液体の浸入があったことを通知する場合と、電子機器１００の故障予兆を警告する場合とで表示装置１６が発する光の色を異ならせてもよい。

＜付記＞
以下のように、本実施の形態は、以下のような開示を含む。
検出対象空間への液体の浸入を検出する液体検出システム（１０）は、検出対象空間に設置される磁性部材（１１）と、磁性部材（１１）によって生じる磁束密度を測定する磁束密度センサ（１４）と、磁束密度の変化量に基づいて検出対象空間への液体の浸入を検出する検出部（１５）とを備える。磁性部材（１１）は、液体を吸収することにより変形する液体吸収部材（１２）と、液体吸収部材（１２）の変形に伴って変位する磁性粒子（１３）とを含む。

磁性粒子（１３）は、液体吸収部材（１２）中に分散する。磁性部材（１１）は、磁性粒子（１３）を１〜９０ｗｔ％含む。磁性粒子（１３）は液体吸収部材（１２）の表面上に分散してもよい。

磁性部材（１３）は、液体吸収部材（１２）よりも小さい弾性率を有する樹脂成形体（２１）をさらに含む。磁性粒子（１３）は、樹脂成形体（２１）中に分散する。樹脂成形体（２１）は、液体吸収部材（１２）に接着される。

検出部（１５）は、変化量が第１閾値を超える場合に、検出対象空間へ前記液体が浸入したことを通知する。

検出対象空間は、電子機器（１００）の内部空間である。検出部（１５）は、変化量が第２閾値を超える場合に、電子機器（１００）の故障予兆を警告する。

検出対象空間は、電子機器（１００）の内部空間である。検出部（１５）は、変化量に基づいて、電子機器（１００）の故障時期を予測する。

検出対象空間への液体の浸入を検出する液体検出方法は、検出対象空間に設置された磁性部材（１１）によって生じる磁束密度を測定する工程と、磁束密度の変化量に基づいて検出対象空間への液体の浸入を検出する工程とを備える。磁性部材（１１）は、液体を吸収することにより変形する液体吸収部材（１２）と、液体吸収部材（１２）の変形に伴って変位する磁性粒子（１３）とを含む。

本発明の実施の形態について説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 筐体、２ 導線、３ ケーブル、４ 封止体、５ 制御回路基板、１０ 液体検出システム、１１，１１ｃ，１１ｄ 磁性部材、１２ 液体吸収部材、１３，１３ａ，１３ｂ 磁性粒子、１４ 磁束密度センサ、１５ 検出部、１６ 表示装置、２０ 樹脂層、２１ 樹脂成形体、２２ 接着層、１００ 電子機器。

Claims (8)

1. 検出対象空間への液体の浸入を検出する液体検出システムであって、
   前記検出対象空間に設置される磁性部材と、
   前記磁性部材によって生じる磁束密度を測定する磁束密度センサと、
   前記磁束密度の変化量に基づいて前記検出対象空間への前記液体の浸入を検出する検出部とを備え、
   前記磁性部材は、前記液体を吸収することにより変形する液体吸収部材と、前記液体吸収部材の変形に伴って変位する磁性粒子とを含む、液体検出システム。
2. 前記磁性粒子は、前記液体吸収部材中に分散し、
   前記磁性部材は、前記磁性粒子を１〜９０ｗｔ％含む、請求項１に記載の液体検出システム。
3. 前記磁性粒子は前記液体吸収部材の表面上に分散する、請求項１に記載の液体検出システム。
4. 前記磁性部材は、前記液体吸収部材よりも小さい弾性率を有する樹脂成形体をさらに含み、
   前記磁性粒子は、前記樹脂成形体中に分散し、
   前記樹脂成形体は、前記液体吸収部材に接着される、請求項１に記載の液体検出システム。
5. 前記検出部は、前記変化量が第１閾値を超える場合に、前記検出対象空間へ前記液体が浸入したことを通知する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の液体検出システム。
6. 前記検出対象空間は、電子機器の内部空間であり、
   前記検出部は、前記変化量が第２閾値を超える場合に、前記電子機器の故障予兆を警告する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の液体検出システム。
7. 前記検出対象空間は、電子機器の内部空間であり、
   前記検出部は、前記変化量に基づいて、前記電子機器の故障時期を予測する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の液体検出システム。
8. 検出対象空間への液体の浸入を検出する液体検出方法であって、
   前記検出対象空間に設置された磁性部材によって生じる磁束密度を測定する工程と、
   前記磁束密度の変化量に基づいて前記検出対象空間への前記液体の浸入を検出する工程とを備え、
   前記磁性部材は、前記液体を吸収することにより変形する液体吸収部材と、前記液体吸収部材の変形に伴って変位する磁性粒子とを含む、液体検出方法。

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