JP2020176990A

JP2020176990A - Oil filter state determining device and oil filter state determining system

Info

Publication number: JP2020176990A
Application number: JP2019081291A
Authority: JP
Inventors: 橋本谷　磨志; Kiyoshi Hashimotoya; 磨志橋本谷; 雄介北川; Yusuke Kitagawa; 靖之祖父江; Yasuyuki Sofue; 謙司永冨; Kenji Nagatomi
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2019-04-22
Filing date: 2019-04-22
Publication date: 2020-10-29

Abstract

To provide an oil filter state determining device with which it is possible to determine the state of a filter element used in a mechanical device in-line with good accuracy.SOLUTION: An oil filter state determining device 100 comprises: a light source 10, provided in a passage 310 in which an oil 200 inside of a mechanical device circulates, for irradiating, with an electromagnetic wave, a filter element 306c for filtering particulate matter mixed in or occurring in the oil; a spectroscope 20 for spectrally separating Raman scattered light being scattered from the surface of the filter element and thereby deriving the spectrum of Raman scattered light; and a determination unit 30 for determining the deposition state of particulate matter on the filter element on the basis of the Raman spectrum of Raman scattered light derived by the spectroscope.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本開示は、機械装置に使用されるフィルタ（以下、フィルタエレメント）の状態をインラインで判定するオイルフィルタ状態判定装置及びオイルフィルタ状態判定システムに関する。 The present disclosure relates to an oil filter state determination device and an oil filter state determination system that determine the state of a filter (hereinafter, filter element) used in a mechanical device in-line.

従来、機械装置に使用されるオイルは、機械装置の使用環境（例えば、気温など）によっては、粉塵、土砂などの微粒子が混入し、それがフィルタエレメントに堆積して目詰まりを起こすことにより、又はオイルの粘度が変化することにより、フィルタエレメントにかかる圧力が異常に高くなることがある。機械装置では、オイル経路の破損などの防止のため、所定の圧力を超える圧力が検出された場合、稼働を停止させる。このとき、オイル経路の圧力を逃がす技術として、例えば、特許文献１では、バイパスバルブを設けてフィルタエレメントにオイルが流れ込まないようにする技術が開示されている。 Conventionally, oil used for mechanical devices is mixed with fine particles such as dust and earth and sand depending on the usage environment of the mechanical device (for example, temperature), which accumulates on the filter element and causes clogging. Alternatively, the pressure applied to the filter element may become abnormally high due to a change in the viscosity of the oil. In order to prevent damage to the oil path, the mechanical device stops its operation when a pressure exceeding a predetermined pressure is detected. At this time, as a technique for releasing the pressure in the oil path, for example, Patent Document 1 discloses a technique in which a bypass valve is provided to prevent oil from flowing into the filter element.

また、フィルタエレメントの目詰まりを検知する技術としは、例えば、特許文献２では、フィルタの入り口側の圧力と出口側の圧力との差圧に基づいて判定する技術が開示されている。 Further, as a technique for detecting clogging of the filter element, for example, Patent Document 2 discloses a technique for determining based on the differential pressure between the pressure on the inlet side and the pressure on the outlet side of the filter.

特開２０００−２６２８１４号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-262814 特開２００４−３３７６６８号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2004-337668

しかしながら、特許文献１に記載の従来技術では、オイルに含まれる異物が機械装置内の機器に流れ込み、摩擦などの不具合が生じる恐れがある。 However, in the conventional technique described in Patent Document 1, foreign matter contained in the oil may flow into the device in the mechanical device, causing a problem such as friction.

また、特許文献２に記載の従来技術では、温度条件によりオイルの粘度が変化すると、フィルタエレメントが目詰まりしていなくても目詰まりしていると判定する場合がある。 Further, in the prior art described in Patent Document 2, when the viscosity of the oil changes depending on the temperature condition, it may be determined that the filter element is clogged even if it is not clogged.

そこで、本開示は、機械装置に使用されるフィルタエレメントの状態をインラインで精度良く判定できるオイルフィルタ状態判定装置及びオイルフィルタ状態判定システムを提供する。 Therefore, the present disclosure provides an oil filter state determination device and an oil filter state determination system that can accurately determine the state of a filter element used in a mechanical device in-line.

本開示の一態様に係るオイルフィルタ状態判定装置は、機械装置内のオイルが循環する流路上に設けられ、前記オイル中に混入又は発生する粒子状物質を濾別するフィルタエレメントに電磁波を照射する光源と、前記フィルタエレメントの表面から散乱されるラマン散乱光を分光することにより前記ラマン散乱光のスペクトルを出力する分光器と、前記分光器により出力された前記ラマン散乱光のラマンスペクトルに基づいて前記フィルタエレメント上の前記粒子状物質の堆積状態を判定する判定部と、を備える。 The oil filter state determination device according to one aspect of the present disclosure is provided on a flow path through which oil circulates in the mechanical device, and irradiates a filter element that filters out particulate matter mixed or generated in the oil with electromagnetic waves. Based on a light source, a spectroscope that outputs a spectrum of the Raman scattered light by dispersing Raman scattered light scattered from the surface of the filter element, and a Raman spectrum of the Raman scattered light output by the spectroscope. A determination unit for determining the deposition state of the particulate matter on the filter element is provided.

また、本開示の一態様に係るオイルフィルタ状態判定システムは、オイルと、前記オイルが注入される機械装置と、前記機械装置内の前記オイルが循環する流路上に設けられ、前記オイル中に混入又は発生する粒子状物質を濾別するフィルタエレメントと、前記フィルタエレメント上の前記粒子状物質の堆積状態を判定する上記のオイルフィルタ状態判定装置と、を備える。 Further, the oil filter state determination system according to one aspect of the present disclosure is provided on the oil, the mechanical device into which the oil is injected, and the flow path in which the oil circulates, and is mixed in the oil. Alternatively, the filter element for filtering the generated particulate matter and the oil filter state determining device for determining the accumulated state of the particulate matter on the filter element are provided.

本開示によれば、機械装置に使用されるフィルタエレメントの状態をインラインで精度良く判定できるオイルフィルタ状態判定装置及びオイルフィルタ状態判定システムが提供される。 According to the present disclosure, there are provided an oil filter state determination device and an oil filter state determination system that can accurately determine the state of a filter element used in a mechanical device in-line.

図１は、実施の形態に係るオイルフィルタ状態判定システムの一例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an example of an oil filter state determination system according to an embodiment. 図２は、実施の形態に係るオイルフィルタ状態判定装置の機能構成の一例を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing an example of the functional configuration of the oil filter state determination device according to the embodiment. 図３は、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線における概略断面図である。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view taken along the line III-III of FIG. 図４は、実施の形態における分光器を受光側から見た一例を示す概略上面図である。FIG. 4 is a schematic top view showing an example of the spectroscope in the embodiment viewed from the light receiving side. 図５は、図４のＶ−Ｖ線における概略断面図である。FIG. 5 is a schematic cross-sectional view taken along the line VV of FIG. 図６は、フィルタエレメントの表面の粒子状物質の堆積状態をラマン分光法により分析した結果を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing the results of analysis of the deposition state of particulate matter on the surface of the filter element by Raman spectroscopy.

（本開示に至った知見）
一般に、油圧ショベルなどの建設機械には、動作油を収容する作動油タンクと、該作動油タンク内の動作油を吸込み、高圧の圧油として吐出する油圧ポンプと、該油圧ポンプから圧油が給排されることにより動作する油圧シリンダ又は油圧モータ等の油圧アクチュエータと、を備えてなる油圧駆動回路が搭載されている。このような油圧駆動回路にあっては、作動油タンク内の作動油は、油圧ポンプにより高圧の圧油として油圧アクチュエータに供給された後に、低圧の戻り油となって順次作動油タンク内へと戻る。作動油は、油圧ポンプで発生する運動エネルギーを、油圧シリンダ及び油圧モータなどの油圧アクチュエータに伝達する機能だけでなく、建設機械の主要部分である油圧コンポーネントを摩耗及び腐食から保護し、さらに、断熱圧縮及び油圧機器内部の摩擦で発生する熱を、オイルクーラーを介して大気中に放出する機能を有している。作動油は、建設機械が稼働する間、高温高圧に晒されるため、酸化により劣化されやすい。このため、作動油を継続して使用すると、その品質が徐々に劣化することは知られている。 (Findings leading to this disclosure)
Generally, in a construction machine such as a hydraulic excavator, a hydraulic oil tank for accommodating hydraulic oil, a hydraulic pump for sucking hydraulic oil in the hydraulic oil tank and discharging it as high-pressure pressure oil, and pressure oil from the hydraulic pump are used. It is equipped with a hydraulic drive circuit including a hydraulic actuator such as a hydraulic cylinder or a hydraulic motor that operates by being supplied and discharged. In such a hydraulic drive circuit, the hydraulic oil in the hydraulic oil tank is supplied to the hydraulic actuator as high-pressure pressure oil by the hydraulic pump, and then becomes low-pressure return oil and sequentially enters the hydraulic oil tank. Return. The hydraulic oil not only has the function of transmitting the kinetic energy generated by the hydraulic pump to hydraulic actuators such as hydraulic cylinders and hydraulic motors, but also protects the hydraulic components, which are the main parts of construction machinery, from wear and corrosion, and further insulates them. It has the function of releasing the heat generated by the friction inside the compression and hydraulic equipment to the atmosphere through the oil cooler. Since hydraulic fluid is exposed to high temperature and high pressure during the operation of construction machinery, it is easily deteriorated by oxidation. Therefore, it is known that the quality of hydraulic oil gradually deteriorates when the hydraulic oil is continuously used.

また、作動油には、各油圧コンポーネントの稼働による摩擦又は腐食、若しくは、油圧コンポーネントの破損などにより、金属の摩耗粉、砂、破損したコンポーネントの破片等の異物が混入することが多い。このため、油圧ショベルなどの建設機械の油圧経路には、通常、作動油に混入した異物を除去するためのオイルフィルタが設置されている。しかしながら、油圧ショベルなどの建設機械が使用される場所は、特に、砂、土、又は、埃などの異物が作動油に混入しやすい環境にあるため、フィルタの目詰まりが発生しやすい。フィルタが目詰まりすると、フィルタを通過する圧油の流量が低下するため、フィルタの上流側の油圧回路内の圧力が上昇する。フィルタの目詰まりが著しい場合には、油圧回路及びフィルタエレメントの破損が起こり得る。そこで、フィルタの目詰まりが生じた場合に油圧回路内の圧力が高くなるのを防ぐため、バイパスバルブを設けている。フィルタの上流側の圧力が所定の圧力を超えると、バイパスバルブが作動する。これにより、フィルタの上流の作動油は、バイパス配管を通過して、フィルタの下流側に到達する（例えば、特許文献１参照）。バイパスバルブが作動した場合には、作動油はフィルタを通過しないため、本来ならフィルタで捕集されるはずの異物が作動油とともにフィルタの下流へ流れて行く。 In addition, foreign substances such as metal wear debris, sand, and broken component fragments are often mixed in the hydraulic oil due to friction or corrosion caused by the operation of each hydraulic component, or damage to the hydraulic component. For this reason, an oil filter for removing foreign matter mixed in the hydraulic oil is usually installed in the hydraulic path of a construction machine such as a hydraulic excavator. However, the place where a construction machine such as a hydraulic excavator is used is particularly in an environment where foreign matter such as sand, soil, or dust is easily mixed in the hydraulic oil, so that the filter is easily clogged. When the filter is clogged, the flow rate of the pressure oil passing through the filter decreases, so that the pressure in the hydraulic circuit on the upstream side of the filter increases. If the filter is significantly clogged, the hydraulic circuit and filter element may be damaged. Therefore, a bypass valve is provided in order to prevent the pressure in the hydraulic circuit from increasing when the filter is clogged. When the pressure on the upstream side of the filter exceeds a predetermined pressure, the bypass valve is activated. As a result, the hydraulic oil upstream of the filter passes through the bypass pipe and reaches the downstream side of the filter (see, for example, Patent Document 1). When the bypass valve is activated, the hydraulic oil does not pass through the filter, so foreign matter that would otherwise be collected by the filter flows downstream of the filter along with the hydraulic oil.

このように作動油がバイパスされる状態で建設機械を使用し続けると、目詰まりしたフィルタの下流にあるフィルタも目詰まりして、当該フィルタに対して設置されたバイパスバルブが作動して、作動油が当該フィルタの下流にバイパスされる。さらに下流のフィルタに対しても同様に、作動油のバイパスが繰り返されることにより、フィルタを通らずに油圧経路を流れる圧油の量が増える。つまり、異物を含んだ圧油が油圧経路を流れるため、異物によって油圧機器又はその関連機器に支障が生じる恐れがある。例えば、作動油に混入した異物により油圧機器に生じる支障は、例えば、バルブのスプールへの異物の噛み込みによるバルブの動作不良、異物によるポンプ又は摺動面の摩擦、ポンプロータなどの異物の噛み込みなどである。作動油に混入した異物により油圧機器の関連機器に生じる支障は、ギヤ、ローター、又は、オイルシールなどのパッキン類の摩耗などである。このような異物に起因するトラブルを低減するために、フィルタの目詰まりの状態をモニタリングする技術が求められている。 If the construction machine is used continuously with the hydraulic oil bypassed in this way, the filter downstream of the clogged filter will also be clogged, and the bypass valve installed for the filter will operate and operate. The oil is bypassed downstream of the filter. Similarly, by repeatedly bypassing the hydraulic oil for the downstream filter, the amount of pressure oil flowing through the hydraulic path without passing through the filter increases. That is, since the pressure oil containing foreign matter flows through the hydraulic path, the foreign matter may cause a problem in the hydraulic equipment or its related equipment. For example, problems caused by foreign matter mixed in hydraulic oil in hydraulic equipment include, for example, valve malfunction due to foreign matter getting caught in the spool of the valve, friction of the pump or sliding surface due to foreign matter, and biting of foreign matter such as pump rotor. It is included. Problems caused by foreign matter mixed in the hydraulic oil in related equipment of hydraulic equipment include wear of gears, rotors, and packings such as oil seals. In order to reduce troubles caused by such foreign matter, a technique for monitoring the clogging state of the filter is required.

従来、作動油フィルタの目詰まりを検知するための方法として、フィルタの入り口側の圧力と出口側の圧力との差圧を検知する方法が知られている。差圧が基準値を超えると、スイッチが作動して警告を発することにより、使用者に作動油フィルタの目詰まりを知らせる（例えば、特許文献２参照）。なお、この場合の目詰まりとは、フィルタが完全に目詰まりした状態ではなく、フィルタを新品に交換するための好ましい時期に至った状態である。 Conventionally, as a method for detecting clogging of a hydraulic oil filter, a method for detecting a differential pressure between the pressure on the inlet side and the pressure on the outlet side of the filter is known. When the differential pressure exceeds the reference value, the switch is activated to issue a warning to notify the user that the hydraulic oil filter is clogged (see, for example, Patent Document 2). The clogging in this case is not a state in which the filter is completely clogged, but a state in which a preferable time for replacing the filter with a new one has been reached.

しかしながら、差圧に基づいてフィルタの目詰まりを検知する方法は、油の粘度の影響を受けるため、フィルタの目詰まりを精度良く検知することは難しい。一般に、油は、温度が高くなるにつれて粘度が低下し、温度が低くなるにつれて粘度が上昇する。そのため、フィルタの表面の異物の堆積状態が同じであっても、温度条件によって油の粘度が異なるため、差圧も異なる。これは、作動油においても同様である。例えば、動作油は、温度が高くなると粘度が小さくなり、フィルタの入り口側の圧力と出口側の圧力との差圧は小さくなる。そのため、フィルタが目詰まりしている状態であっても、目詰まりしていないと判定される場合がある。また、動作油は、温度が低くなると粘度が高くなり、フィルタの入り口側の圧力と出口側の圧力との差圧は大きくなる。そのため、フィルタが目詰まりしていない状態であっても、目詰まりしていると判定される場合がある。上記のように、油の粘度に基づいてフィルタの目詰まりを検知する方法では、温度条件によって誤検知が生じるという課題がある。例えば、温度が低い場合に、フィルタが目詰まりしている状態であると誤検知されることを防ぐために、温度が所定の温度より低いときは、スイッチが作動しても警告を発しないように設定する方法が提案されている。当該方法では、作動油の温度が所定の温度よりも低いときに、異常な差圧を検知しても警告を発しないため、フィルタの目詰まりを検知する機能が実質的に失われている状態である。そのため、特に、作動油の温度が低い早朝、寒冷地、又は、冬場などの低温環境下では、当該方法は、フィルタの目詰まりを検知することができないという問題がある。 However, the method of detecting the clogging of the filter based on the differential pressure is affected by the viscosity of the oil, so it is difficult to accurately detect the clogging of the filter. In general, oils decrease in viscosity as the temperature rises and increase in viscosity as the temperature decreases. Therefore, even if the state of deposit of foreign matter on the surface of the filter is the same, the viscosity of the oil differs depending on the temperature condition, so that the differential pressure also differs. This also applies to hydraulic fluid. For example, the viscosity of hydraulic oil decreases as the temperature rises, and the differential pressure between the pressure on the inlet side and the pressure on the outlet side of the filter decreases. Therefore, even if the filter is clogged, it may be determined that the filter is not clogged. Further, the viscosity of the hydraulic oil increases as the temperature decreases, and the differential pressure between the pressure on the inlet side and the pressure on the outlet side of the filter increases. Therefore, even if the filter is not clogged, it may be determined that the filter is clogged. As described above, the method of detecting the clogging of the filter based on the viscosity of the oil has a problem that erroneous detection occurs depending on the temperature condition. For example, in order to prevent false detection that the filter is clogged when the temperature is low, when the temperature is lower than the specified temperature, the switch will not issue a warning even if it operates. A method of setting has been proposed. In this method, when the temperature of the hydraulic oil is lower than the predetermined temperature, no warning is issued even if an abnormal differential pressure is detected, so that the function of detecting the clogging of the filter is substantially lost. Is. Therefore, there is a problem that the method cannot detect clogging of the filter, especially in a low temperature environment such as early morning, cold region, or winter when the temperature of the hydraulic oil is low.

また、フィルタの目詰まりを引き起こす異物は、外部から侵入する土砂の他に、油圧回路の内部コンポーネントの摩擦などに起因する金属微粉末、及び、作動油の酸化によって生じる煤などの微粒子などがあり得る。そのため、実際にフィルタに捕集されている異物を判別できれば、例えば、シーリング不良、及び、油圧ポンプ等の油圧機構の破損等の不具合の診断が可能である。しかしながら、上記の差圧に基づいてフィルタの目詰まりをインラインで検知する技術では、異物の判別は不可能である。 In addition to earth and sand that enter from the outside, foreign substances that cause clogging of the filter include fine metal powder caused by friction of internal components of hydraulic circuits, and fine particles such as soot generated by oxidation of hydraulic oil. obtain. Therefore, if the foreign matter actually collected by the filter can be identified, it is possible to diagnose, for example, a defect such as a sealing defect and a breakage of a hydraulic mechanism such as a hydraulic pump. However, it is impossible to discriminate foreign matter by the technique of detecting the clogging of the filter in-line based on the above differential pressure.

本願発明者らは、上記課題を鑑みて鋭意検討した結果、フィルタに捕集された異物の堆積状態を、ラマン分光法を用いてインライン分析することにより、温度条件によるオイルの物理的特性の変化（例えば、粘度）による誤判定を低減することができることを見出した。 As a result of diligent studies in view of the above problems, the inventors of the present application have conducted an in-line analysis of the state of deposition of foreign matter collected on the filter using Raman spectroscopy, and as a result, changes in the physical properties of the oil due to temperature conditions. It has been found that erroneous determination due to (for example, viscosity) can be reduced.

そこで、本開示は、オイルフィルタの状態をインラインで精度良く判定できるオイルフィルタ状態判定装置及びオイル状態判定方法を提供する。 Therefore, the present disclosure provides an oil filter state determination device and an oil state determination method that can accurately determine the state of an oil filter in-line.

本開示の一態様の概要は、以下の通りである。 The outline of one aspect of the present disclosure is as follows.

本開示の一態様に係るオイルフィルタ状態判定装置は、機械装置内のオイルが循環する流路上に設けられ、前記オイル中に混入又は発生する粒子状物質を濾別するフィルタエレメントに電磁波を照射する光源と、前記フィルタエレメントの表面から散乱されるラマン散乱光を分光することにより前記ラマン散乱光のスペクトルを導出する分光器と、前記分光器により導出された前記ラマン散乱光のラマンスペクトルに基づいて前記フィルタエレメント上の前記粒子状物質の堆積状態を判定する判定部と、を備える。 The oil filter state determination device according to one aspect of the present disclosure is provided on a flow path through which oil circulates in the mechanical device, and irradiates a filter element that filters out particulate matter mixed or generated in the oil with electromagnetic waves. Based on the light source, a spectroscope that derives the spectrum of the Raman scattered light by dispersing the Raman scattered light scattered from the surface of the filter element, and the Raman spectrum of the Raman scattered light derived by the spectroscope. A determination unit for determining the deposition state of the particulate matter on the filter element is provided.

これにより、オイルの物理的特性の変化に関わらず、フィルタエレメント上に堆積した粒子状物質を同定することができる。また、ラマン分光法によれば、粒子状物質の量も検出することができる。したがって、本開示の一態様に係るオイルフィルタ状態判定装置によれば、フィルタエレメントの状態、つまり、フィルタエレメント上の粒子状物質の堆積状態をインラインで精度良く判定することができる。 This makes it possible to identify particulate matter deposited on the filter element regardless of changes in the physical properties of the oil. In addition, according to Raman spectroscopy, the amount of particulate matter can also be detected. Therefore, according to the oil filter state determination device according to one aspect of the present disclosure, the state of the filter element, that is, the deposition state of the particulate matter on the filter element can be accurately determined in-line.

例えば、本開示の一態様に係るオイルフィルタ状態判定装置では、前記判定部は、３００ｃｍ^−１から４０００ｃｍ^−１までの波数範囲における前記ラマン散乱光のスペクトルに基づいて前記堆積状態を判定してもよい。 For example, in the oil filter state judging device according to one embodiment of the present disclosure, the determination unit may also determine the deposition conditions on the basis of the spectrum of the Raman scattered light at a wave number ranging from 300 cm ^-1 to 4000 cm ^-1 Good.

これにより、本開示の一態様に係るオイルフィルタ状態判定装置によれば、フィルタエレメント上に堆積した粒子状物質の化学状態に関して、赤外吸収分光法と同等の情報を得ることができる。 As a result, according to the oil filter state determination device according to one aspect of the present disclosure, it is possible to obtain information equivalent to that of infrared absorption spectroscopy regarding the chemical state of the particulate matter deposited on the filter element.

例えば、本開示の一態様に係るオイルフィルタ状態判定装置では、前記判定部は、３００ｃｍ^−１から２２００ｃｍ^−１までの波数範囲における前記ラマン散乱光のスペクトルに基づいて前記堆積状態を判定してもよい。 For example, in the oil filter state determination device according to one aspect of the present disclosure, even if the determination unit determines the deposition state based on the spectrum of the Raman scattered light in the wave number range from 300 cm ^-1 to 2200 cm ^-1. Good.

これにより、本開示の一態様に係るオイルフィルタ状態判定装置によれば、ラマン散乱光のスペクトルにおいて強いシグナルを検出することができるため、高効率かつ高精度にフィルタエレメント上に堆積した粒子状物質の分析同定が可能である。 As a result, according to the oil filter state determination device according to one aspect of the present disclosure, a strong signal can be detected in the spectrum of Raman scattered light, so that the particulate matter deposited on the filter element with high efficiency and high accuracy. Can be analyzed and identified.

例えば、本開示の一態様に係るオイルフィルタ状態判定装置では、前記判定部は、３００ｃｍ^−１から７００ｃｍ^−１までの波数範囲における前記ラマン散乱光のスペクトルに基づいて前記堆積状態を判定してもよい。 For example, in the oil filter state determination device according to one aspect of the present disclosure, even if the determination unit determines the deposition state based on the spectrum of the Raman scattered light in the wave number range from 300 cm ^-1 to 700 cm ^-1. Good.

これにより、本開示の一態様に係るオイルフィルタ状態判定装置によれば、例えば、油圧作動油において異物として問題になる土砂成分のスペクトルの特徴を検出することができる。 Thereby, according to the oil filter state determination device according to one aspect of the present disclosure, for example, it is possible to detect the characteristics of the spectrum of the earth and sand component which becomes a problem as a foreign substance in the hydraulic hydraulic oil.

例えば、本開示の一態様に係るオイルフィルタ状態判定装置では、前記判定部は、７００ｃｍ^−１から１７００ｃｍ^−１までの波数範囲における前記ラマン散乱光のスペクトルに基づいて前記堆積状態を判定してもよい。 For example, in the oil filter state judging device according to one embodiment of the present disclosure, the determination unit may also determine the deposition conditions on the basis of the spectrum of the Raman scattered light at a wave number ranging from 700 cm ^-1 to 1700 cm ^-1 Good.

これにより、本開示の一態様に係るオイルフィルタ状態判定装置によれば、例えば、油圧作動油において異物として問題になる土砂成分のスペクトル及びオイル中に発生する粒子状物質のスペクトルの特徴を検出することができる。 Thereby, according to the oil filter state determination device according to one aspect of the present disclosure, for example, the characteristics of the spectrum of the earth and sand component which becomes a problem as a foreign substance in the hydraulic hydraulic oil and the spectrum of the particulate matter generated in the oil are detected. be able to.

例えば、本開示の一態様に係るオイルフィルタ状態判定装置では、前記光源は、前記オイルが前記流路を循環しているときに前記フィルタエレメントに前記電磁波を照射してもよい。 For example, in the oil filter state determination device according to one aspect of the present disclosure, the light source may irradiate the filter element with the electromagnetic wave while the oil is circulating in the flow path.

これにより、フィルタエレメントに電磁波を照射することによるバックグラウンド蛍光の時間変化を低減することができる。そのため、本開示の一態様に係るオイルフィルタ状態判定装置によれば、バックグラウンド補正の精度が向上される。 As a result, it is possible to reduce the time change of background fluorescence caused by irradiating the filter element with electromagnetic waves. Therefore, according to the oil filter state determination device according to one aspect of the present disclosure, the accuracy of background correction is improved.

例えば、本開示の一態様に係るオイルフィルタ状態判定装置では、前記判定部は、記憶部を有し、前記機械装置内の前記フィルタエレメントが新しいフィルタエレメントに交換なされたときの前記新しいフィルタエレメントのラマン散乱光のスペクトルを前記フィルタエレメントの初期状態を示す情報として前記記憶部に格納し、前記フィルタエレメントのラマン散乱光のスペクトルと、前記新しいフィルタエレメントのラマン散乱光のスペクトルとを比較することにより、前記堆積状態を判定してもよい。 For example, in the oil filter state determination device according to one aspect of the present disclosure, the determination unit has a storage unit, and the new filter element when the filter element in the mechanical device is replaced with a new filter element. By storing the spectrum of Raman scattered light as information indicating the initial state of the filter element in the storage unit and comparing the spectrum of Raman scattered light of the filter element with the spectrum of Raman scattered light of the new filter element. , The accumulated state may be determined.

これにより、導出したフィルタエレメントのラマン散乱光のスペクトルと、当該フィルタエレメントの初期の状態、つまり、新品の状態のフィルタエレメントのラマン散乱光のスペクトルと比較することにより、フィルタエレメント上の堆積物の種類及び量を分析することができるだけでなく、堆積物の堆積速度の変化も導出することができる。したがって、本開示の一態様に係るオイルフィルタ状態判定装置によれば、フィルタエレメントの劣化状態の変化を予測することが可能となるため、機械装置の使用者は、例えば、フィルタエレメントの交換時期の目安を知ることができる。また、オイルフィルタ状態判定装置は、フィルタエレメントの劣化速度の変化から、機械装置で生じている、又は、生じ得るトラブルを予測することが可能となる。したがって、本開示の一態様に係るオイルフィルタ状態判定装置によれば、使用者は、フィルタエレメントの交換時期の管理及び機械装置の保守管理を、容易に、かつ、適切に行うことができる。 By comparing the spectrum of the Raman scattered light of the derived filter element with the spectrum of the Raman scattered light of the filter element in the initial state, that is, in the new state, the deposits on the filter element are compared. Not only can the type and quantity be analyzed, but also changes in the deposition rate of sediments can be derived. Therefore, according to the oil filter state determination device according to one aspect of the present disclosure, it is possible to predict a change in the deterioration state of the filter element, so that the user of the mechanical device can predict, for example, the replacement time of the filter element. You can get a rough idea. Further, the oil filter state determination device can predict the trouble that occurs or may occur in the mechanical device from the change in the deterioration rate of the filter element. Therefore, according to the oil filter state determination device according to one aspect of the present disclosure, the user can easily and appropriately manage the replacement timing of the filter element and the maintenance management of the mechanical device.

また、本開示の一態様に係るオイルフィルタ状態判定システムは、オイルと、前記オイルが注入される機械装置と、前記機械装置内の前記オイルが循環する流路上に設けられ、前記オイル中に混入または発生する粒子状物質を濾別するフィルタエレメントと、前記フィルタエレメント上の前記粒子状物質の堆積状態を判定する上記のいずれかのオイルフィルタ状態判定装置と、を備える。 Further, the oil filter state determination system according to one aspect of the present disclosure is provided on the oil, the mechanical device into which the oil is injected, and the flow path in which the oil circulates, and is mixed in the oil. Alternatively, the filter element for filtering the generated particulate matter and any of the above oil filter state determining devices for determining the accumulated state of the particulate matter on the filter element are provided.

これにより、オイルの物理的特性の変化に関わらず、フィルタエレメント上に堆積した粒子状物質を同定することができる。また、ラマン分光法によれば、粒子状物質の量も検出することができる。したがって、本開示の一態様に係るオイルフィルタ状態判定システムによれば、フィルタエレメントの状態、つまり、フィルタエレメント上の粒子状物質の堆積状態をインラインで精度良く判定することができる。 This makes it possible to identify particulate matter deposited on the filter element regardless of changes in the physical properties of the oil. In addition, according to Raman spectroscopy, the amount of particulate matter can also be detected. Therefore, according to the oil filter state determination system according to one aspect of the present disclosure, the state of the filter element, that is, the deposition state of the particulate matter on the filter element can be accurately determined in-line.

なお、これらの包括的又は具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラム、又は、コンピュータで読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体で実現されてもよく、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラム及び記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。 It should be noted that these comprehensive or specific aspects may be realized by a system, a method, an integrated circuit, a computer program, or a recording medium such as a computer-readable CD-ROM, and the system, the method, the integrated circuit. , A computer program and any combination of recording media.

以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be specifically described with reference to the drawings.

なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的又は具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本開示を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。また、各図は、必ずしも厳密に図示したものではない。各図において、実質的に同一の構成については同一の符号を付し、重複する説明は省略又は簡略化することがある。 It should be noted that all of the embodiments described below show comprehensive or specific examples. Numerical values, shapes, components, arrangement positions and connection forms of components, steps, step order, and the like shown in the following embodiments are examples, and are not intended to limit the present disclosure. Further, among the components in the following embodiments, the components not described in the independent claims indicating the highest level concept are described as arbitrary components. Moreover, each figure is not necessarily exactly illustrated. In each figure, substantially the same configuration is designated by the same reference numerals, and duplicate description may be omitted or simplified.

（実施の形態）
［オイルフィルタ状態判定システム］
まず、実施の形態に係るオイルフィルタ状態判定システムの概要について説明する。図１は、実施の形態に係るオイルフィルタ状態判定システム４００の一例を示す図である。 (Embodiment)
[Oil filter status judgment system]
First, an outline of the oil filter state determination system according to the embodiment will be described. FIG. 1 is a diagram showing an example of an oil filter state determination system 400 according to an embodiment.

図１に示すように、オイルフィルタ状態判定システム４００は、オイル２００と、オイル２００が注入される機械装置３００と、機械装置３００内のオイル２００が循環する流路３１０に設けられ、オイル２００中に混入又は発生する粒子状物質を濾別するフィルタエレメント３０６ａ、３０６ｂ、及び、３０６ｃ（以下、３０６ａ〜３０６ｃ）と、フィルタエレメント３０６ａ〜３０６ｃ上の粒子状物質の堆積状態を判定するオイルフィルタ状態判定装置１００と、を備える。ここでは、機械装置３００が油圧ショベルである例について説明する。 As shown in FIG. 1, the oil filter state determination system 400 is provided in the oil 200, the mechanical device 300 into which the oil 200 is injected, and the flow path 310 in which the oil 200 in the mechanical device 300 circulates, and is in the oil 200. Filter elements 306a, 306b, and 306c (hereinafter referred to as 306a to 306c) that filter out particulate matter mixed or generated in the filter elements, and oil filter state determination for determining the accumulated state of particulate matter on the filter elements 306a to 306c. The device 100 is provided. Here, an example in which the mechanical device 300 is a hydraulic excavator will be described.

図１では、油圧ショベルの油圧回路を模式的に示している。なお、本図において、見やすさの観点から、油圧回路を拡大して示している。油圧回路は、タンク３０２と、ストレーナー３０４と、フィルタエレメント３０６ａ、３０６ｂ及び３０６ｃをそれぞれ有するフィルタ３０４ａ、３０４ｂ、及び、３０４ｃと、流路３１０と、ポンプ３０８と、を備える。オイル２００は、ポンプ３０８が駆動することにより、油圧回路の各構成を通過し、循環する。 FIG. 1 schematically shows a hydraulic circuit of a hydraulic excavator. In this figure, the hydraulic circuit is enlarged and shown from the viewpoint of easy viewing. The hydraulic circuit includes a tank 302, a strainer 304, filters 304a, 304b, and 304c having filter elements 306a, 306b, and 306c, respectively, a flow path 310, and a pump 308. The oil 200 is driven by the pump 308 to pass through each configuration of the hydraulic circuit and circulate.

機械装置３００は、機械装置３００内にオイル２００が循環する流路３１０に、オイル２００中に混入又は発生する粒子状物質（いわゆる、異物）を濾別するフィルタ３０４ａ、３０４ｂ及び３０４ｃを備える。機械装置３００は、例えば、工場、事務所、公共施設及び住宅の内外に設置される大型又は小型の各種機械器具、屋外で稼働する建設機械、トラック、バス、乗用車、二輪車、船舶、航空機、列車、産業用車両、及び、建設用車両などの各種車両、又は、それらが備えるエンジン、変速機、及び、油圧作動装置などの機械類を含む。さらに、機械装置３００は、ポンプ、熱交換器、圧力計、及び、アクチュエータなどの機器類を含んでもよい。 The mechanical device 300 includes filters 304a, 304b and 304c for filtering particulate matter (so-called foreign matter) mixed or generated in the oil 200 in the flow path 310 in which the oil 200 circulates in the mechanical device 300. The machinery / device 300 includes, for example, various large and small machinery / equipment installed inside and outside factories, offices, public facilities and houses, construction machinery operating outdoors, trucks, buses, passenger cars, motorcycles, ships, aircraft, trains. Includes various vehicles such as industrial vehicles and construction vehicles, or machinery such as engines, transmissions, and hydraulic actuators provided therein. Further, the mechanical device 300 may include equipment such as a pump, a heat exchanger, a pressure gauge, and an actuator.

オイル２００は、機械装置３００の潤滑媒体、冷却媒体、又は、動力伝達媒体として機能する油類である。オイル２００は、機械装置３００に注入され、往復又は循環等により、機械装置３００内で繰り返し使用される。そのため、オイル２００は、繰り返しの使用に伴う熱及び酸化のストレスにより、その主成分である有機化合物が酸化されて連鎖的に分解される、又は、化学反応により高分子化して不溶化する。この現象をオイル２００の劣化という。オイルフィルタ状態判定システム４００は、オイル２００の劣化の状態、つまり、オイル２００の劣化度合いを判定する。 The oil 200 is an oil that functions as a lubricating medium, a cooling medium, or a power transmission medium for the mechanical device 300. The oil 200 is injected into the mechanical device 300 and is repeatedly used in the mechanical device 300 by reciprocating or circulating. Therefore, the organic compound, which is the main component of the oil 200, is oxidized and decomposed in a chain reaction by the stress of heat and oxidation associated with repeated use, or is polymerized and insolubilized by a chemical reaction. This phenomenon is called deterioration of the oil 200. The oil filter state determination system 400 determines the state of deterioration of the oil 200, that is, the degree of deterioration of the oil 200.

オイルフィルタ状態判定装置１００は、機械装置３００の流路３１０に配置されたフィルタ３０４ａ〜３０４ｃのそれぞれに取り付けられている。流路３１０は、例えば、油圧ショベルなどの機械装置３００の油圧回路を構成する配管である。 The oil filter state determination device 100 is attached to each of the filters 304a to 304c arranged in the flow path 310 of the mechanical device 300. The flow path 310 is a pipe that constitutes a hydraulic circuit of a mechanical device 300 such as a hydraulic excavator.

図示していないが、オイルフィルタ状態判定装置１００は、提示部及び入力部を備えてもよい。提示部は、オイルの状態の判定結果を使用者に提示する。提示部は、例えば、有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）又は液晶ディスプレイ、スピーカー、若しくは、ランプなどである。入力部は、使用者の操作信号の入力を受ける。入力部は、例えば、タッチパネル、操作ボタン、又は、マイクなどである。オイルフィルタ状態判定装置１００が上記構成を有することにより、使用者は、判定頻度などの設定変更、判定結果の確認、及び、必要な判定結果の抽出などを実施することができる。 Although not shown, the oil filter state determination device 100 may include a presentation unit and an input unit. The presenting unit presents the determination result of the oil state to the user. The presenting unit is, for example, an organic EL (electroluminescence) or a liquid crystal display, a speaker, a lamp, or the like. The input unit receives the input of the user's operation signal. The input unit is, for example, a touch panel, an operation button, a microphone, or the like. Since the oil filter state determination device 100 has the above configuration, the user can change settings such as determination frequency, confirm the determination result, and extract necessary determination results.

なお、提示部及び入力部は、オイルフィルタ状態判定装置１００以外の装置に備えられてもよい。例えば、オイルフィルタ状態判定システム４００では、提示部及び入力部は、コンピュータ装置５００に備えられている。コンピュータ装置５００は、通信により、オイルフィルタ状態判定装置１００と接続されている。通信方式は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などの無線通信であってもよく、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）などの有線通信であってもよい。コンピュータ装置５００は、例えば、携帯電話、スマートフォン、タブレット端末、パソコン、又は、機械装置３００を備える装置（図１では自動車）に組み込まれている端末である。このとき、入力部は、上記の構成の他に、例えば、キーボード、マウス、使用者の身体の一部分（例えば、目、頭、唇又は指など）の動きを検知するセンサなどであってもよい。これにより、使用者は、判定頻度などの設定変更、判定結果の確認、及び、必要な判定結果の抽出などを、所望のタイミングで簡便に実施することができる。 The presentation unit and the input unit may be provided in a device other than the oil filter state determination device 100. For example, in the oil filter state determination system 400, the presentation unit and the input unit are provided in the computer device 500. The computer device 500 is connected to the oil filter state determination device 100 by communication. The communication method may be wireless communication such as Bluetooth (registered trademark) or wired communication such as Ethernet (registered trademark). The computer device 500 is, for example, a terminal incorporated in a mobile phone, a smartphone, a tablet terminal, a personal computer, or a device (automobile in FIG. 1) including a mechanical device 300. At this time, in addition to the above configuration, the input unit may be, for example, a keyboard, a mouse, a sensor that detects the movement of a part of the user's body (for example, eyes, head, lips, fingers, etc.). .. As a result, the user can easily change the setting of the determination frequency and the like, confirm the determination result, and extract the necessary determination result at a desired timing.

なお、コンピュータ装置５００は、インターネットなどのネットワークを介してデータベースに接続可能であってもよい。このとき、オイルフィルタ状態判定システム４００は、フィルタエレメント３０６ａ〜３０６ｃ上の異物の堆積状態を示す情報を、コンピュータ装置５００を介してデータベースに出力し、データベースで導出されたフィルタエレメントの交換時期、オイル２００の状態、及び、機械装置３００で発生し得るトラブルなどの情報を取得してもよい。これにより、オイルフィルタ状態判定システム４００によれば、使用者は、フィルタエレメント３０６ａ〜３０６ｃ及び機械装置３００の管理をより効率的に実施することができる。 The computer device 500 may be able to connect to the database via a network such as the Internet. At this time, the oil filter state determination system 400 outputs information indicating the accumulated state of foreign matter on the filter elements 306a to 306c to the database via the computer device 500, and the replacement time of the filter element derived from the database and the oil. Information such as the state of 200 and the trouble that may occur in the mechanical device 300 may be acquired. As a result, according to the oil filter state determination system 400, the user can more efficiently manage the filter elements 306a to 306c and the mechanical device 300.

以上により、オイルフィルタ状態判定システム４００によれば、フィルタエレメント３０６ａ〜３０６ｃ上の粒子状物質の堆積状態をインラインで分析して、フィルタエレメント３０６ａ〜３０６ｃの劣化度合いを判定することができる。そのため、使用者は、機械装置３００の稼働を止めてフィルタエレメント３０６ａ〜３０６ｃを取り出してフィルタエレメント３０６ａ〜３０６ｃ上の異物の堆積状態、言い換えると、フィルタエレメント３０６ａ〜３０６ｃの劣化度合いを確認する必要がない。これにより、使用者は、フィルタエレメント３０６ａ〜３０６ｃの劣化度合いを簡便に、かつ、迅速に把握することができるため、適切な時期にフィルタエレメントの交換を実施することができる。したがって、オイルフィルタ状態判定システム４００によれば、コストの削減、及び、環境への負荷の低減が可能となる。 Based on the above, according to the oil filter state determination system 400, the deposition state of particulate matter on the filter elements 306a to 306c can be analyzed in-line to determine the degree of deterioration of the filter elements 306a to 306c. Therefore, the user needs to stop the operation of the mechanical device 300, take out the filter elements 306a to 306c, check the accumulated state of foreign matter on the filter elements 306a to 306c, in other words, the degree of deterioration of the filter elements 306a to 306c. Absent. As a result, the user can easily and quickly grasp the degree of deterioration of the filter elements 306a to 306c, so that the filter element can be replaced at an appropriate time. Therefore, according to the oil filter state determination system 400, it is possible to reduce the cost and the load on the environment.

図１では、油圧ショベルの油圧回路に配置されているフィルタエレメント３０６ａ〜３０６ｃについて説明したが、油圧回路に限られず、オイル２００が循環する流路３１０にフィルタエレメント３０６ａ〜３０６ｃが配置されている構成であればよい。特に、油圧ショベルなどの建設機械は、地面を掘る作業を行う際に、埃及び土砂などの異物がオイル２００に混入しやすい。また、建設機械は、エンジンにかかる負荷も大きいため、オイル２００の酸化による劣化及び煤などの発生により、オイル２００の劣化速度も速い。そのため、フィルタエレメント３０６ａ〜３０６ｃの劣化速度が非常に速い。このような機械装置３００に対しても、オイルフィルタ状態判定装置１００をフィルタ３０４ａ〜３０４ｃに取り付けることにより、インラインでフィルタエレメント３０６ａ〜３０６ｃ上の粒子状物質の堆積状態、言い換えると、フィルタエレメント３０６ａ〜３０６ｃの劣化状態を判定することができる。そのため、機械装置３００内のオイル２００の状態を適切に判定することができる。 In FIG. 1, the filter elements 306a to 306c arranged in the hydraulic circuit of the hydraulic excavator have been described, but the present invention is not limited to the hydraulic circuit, and the filter elements 306a to 306c are arranged in the flow path 310 in which the oil 200 circulates. It should be. In particular, in construction machines such as hydraulic excavators, foreign substances such as dust and earth and sand are likely to be mixed into the oil 200 when digging the ground. Further, since the load applied to the engine of the construction machine is large, the deterioration rate of the oil 200 is high due to the deterioration due to the oxidation of the oil 200 and the generation of soot and the like. Therefore, the deterioration rate of the filter elements 306a to 306c is very fast. For such a mechanical device 300, by attaching the oil filter state determination device 100 to the filters 304a to 304c, the accumulated state of particulate matter on the filter elements 306a to 306c in-line, in other words, the filter elements 306a to The deterioration state of 306c can be determined. Therefore, the state of the oil 200 in the mechanical device 300 can be appropriately determined.

［オイルフィルタ状態判定装置］
続いて、オイルフィルタ状態判定装置１００について図２及び図３を参照しながら説明する。図２は、実施の形態に係るオイルフィルタ状態判定装置１００の機能構成の一例を示すブロック図である。図３は、図１のフィルタ３０４ｃのＩＩＩ−ＩＩＩ線における概略断面図である。 [Oil filter status judgment device]
Subsequently, the oil filter state determination device 100 will be described with reference to FIGS. 2 and 3. FIG. 2 is a block diagram showing an example of the functional configuration of the oil filter state determination device 100 according to the embodiment. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the filter 304c of FIG. 1 taken along line III-III.

オイルフィルタ状態判定装置１００は、光源１０と、分光器２０と、判定部３０と、を備える。判定部３０は、記憶部４０を有する。以下、各構成について説明する。 The oil filter state determination device 100 includes a light source 10, a spectroscope 20, and a determination unit 30. The determination unit 30 has a storage unit 40. Hereinafter, each configuration will be described.

光源１０は、機械装置３００内のオイル２００が循環する流路３１０上に設けられ、オイル２００中に混入又は発生する粒子状物質を濾別するフィルタエレメント３０６ｃに電磁波を照射する。例えば、図３に示すように、光源１０は、オイル２００が流路３１０を循環しているときにフィルタエレメント３０６ｃに電磁波を照射する。このとき、光源１０は、フィルタ３０４ｃ上に設けられた光学窓１１２を介してフィルタエレメント３０６ｃに電磁波を照射してもよい。なお、光源１０は、光ファイバ（不図示）を介してフィルタエレメント３０６ｃに電磁波を照射してもよい。電磁波は、紫外光であってもよく、可視光であってもよく、近赤外光であってもよい。中でも、光源１０は、可視光領域の波長の光であるとよい。これにより、光源１０として、安価な可視光レーザーを使用することができる。また、光学系も安価な可視光用の光学系を使用することができる。これにより、オイルフィルタ状態判定装置１００は安価に製造されるため、汎用性が向上される。 The light source 10 is provided on the flow path 310 in which the oil 200 circulates in the mechanical device 300, and irradiates the filter element 306c that filters out particulate matter mixed or generated in the oil 200 with electromagnetic waves. For example, as shown in FIG. 3, the light source 10 irradiates the filter element 306c with electromagnetic waves while the oil 200 circulates in the flow path 310. At this time, the light source 10 may irradiate the filter element 306c with electromagnetic waves through the optical window 112 provided on the filter 304c. The light source 10 may irradiate the filter element 306c with electromagnetic waves via an optical fiber (not shown). The electromagnetic wave may be ultraviolet light, visible light, or near-infrared light. Above all, the light source 10 is preferably light having a wavelength in the visible light region. As a result, an inexpensive visible light laser can be used as the light source 10. Further, as the optical system, an inexpensive optical system for visible light can be used. As a result, the oil filter state determination device 100 is manufactured at low cost, so that versatility is improved.

なお、フィルタエレメント３０６ｃに電磁波を照射すると、フィルタエレメント３０６ｃ周辺のオイル２００から蛍光が発せられる。これをバックグラウンド蛍光という。この蛍光は、例えばオイル２００中の成分の自家蛍光又は蛍光物質が発する蛍光である。バックグラウンド蛍光は、分析に影響を与えるため、一般に、バックグラウンド補正が行われる。しかしながら、蛍光を発する物質に励起光を照射し続けると、その蛍光強度は徐々に低下する。そのため、オイル２００が停滞している（つまり、動かない）ときに、オイル２００の所定の箇所に電磁波を照射すると、所定の物質に電磁波が照射され続けるため、バックグラウンド蛍光は徐々に低下する。そのため、バックグラウンド補正を精度良く行えない場合がある。一方、本実施の形態では、光源１０は、オイル２００が流路３１０を循環しているときに、フィルタエレメント３０６ｃに電磁波を照射するため、オイル２００中の所定の物質に電磁波が照射され続けることが低減される。したがって、オイル２００に電磁波を照射することによるバックグラウンド蛍光の時間変化を低減することができるため、バックグラウンド補正の精度が向上される。 When the filter element 306c is irradiated with an electromagnetic wave, fluorescence is emitted from the oil 200 around the filter element 306c. This is called background fluorescence. This fluorescence is, for example, autofluorescence of a component in oil 200 or fluorescence emitted by a fluorescent substance. Since background fluorescence affects the analysis, background correction is generally performed. However, if the substance that emits fluorescence is continuously irradiated with the excitation light, the fluorescence intensity gradually decreases. Therefore, when the oil 200 is stagnant (that is, does not move) and the electromagnetic wave is irradiated to a predetermined portion of the oil 200, the electromagnetic wave continues to be irradiated to the predetermined substance, so that the background fluorescence gradually decreases. Therefore, background correction may not be performed with high accuracy. On the other hand, in the present embodiment, the light source 10 irradiates the filter element 306c with electromagnetic waves when the oil 200 circulates in the flow path 310, so that the predetermined substance in the oil 200 is continuously irradiated with the electromagnetic waves. Is reduced. Therefore, the time change of the background fluorescence due to the irradiation of the oil 200 with the electromagnetic wave can be reduced, so that the accuracy of the background correction is improved.

分光器２０は、オイル２００から散乱されるラマン散乱光を分光することによりラマン散乱光のスペクトルを導出する。図３に示すように、ラマン散乱光は、光学窓１１２を介して、オイルフィルタ状態判定装置１００の筐体１１０内に入射し、分光器２０で受光される。受光されたラマン散乱光は、分光器２０の受光面に配置された複数の検出チャネル２２（図４参照）により波長帯域毎の光に分光される。以下、分光器２０の模式図を参照しながら、分光器２０の構成及び機能について説明する。 The spectroscope 20 derives a spectrum of Raman scattered light by dispersing the Raman scattered light scattered from the oil 200. As shown in FIG. 3, the Raman scattered light enters the housing 110 of the oil filter state determination device 100 through the optical window 112 and is received by the spectroscope 20. The received Raman scattered light is separated into light for each wavelength band by a plurality of detection channels 22 (see FIG. 4) arranged on the light receiving surface of the spectroscope 20. Hereinafter, the configuration and function of the spectroscope 20 will be described with reference to the schematic diagram of the spectroscope 20.

図４は、分光器２０を受光側から見た一例を示す概略上面図である。図５は、図４のＶ−Ｖ線における概略断面図である。なお、これらの図では、説明の容易のために、導波路入力結合回折格子、導波路出力結合回折格子、及び導波路で一般的に使用される他の要素を省略している。また、図４では、図５で説明する２つの検出チャネルの符号にのみ数字の後にアルファベットを付している。 FIG. 4 is a schematic top view showing an example of the spectroscope 20 viewed from the light receiving side. FIG. 5 is a schematic cross-sectional view taken along the line VV of FIG. In these figures, for the sake of simplicity, the waveguide input coupling diffraction grating, the waveguide output coupling diffraction grating, and other elements generally used in the waveguide are omitted. Further, in FIG. 4, only the codes of the two detection channels described with reference to FIG. 5 have alphabets after the numbers.

図４に示すように、分光器２０は、撮像素子５０と、撮像素子５０上に、長さが異なる複数の検出チャネル２２と、を備える。撮像素子５０は、例えば、ＣＭＯＳ（ＣｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙＭＯＳ）又はＣＣＤ（ＣｈａｒｇｅＣｏｕｐｌｅｄＤｅｖｉｃｅ）などのイメージセンサである。検出チャネル２２の長さは、検出可能な（つまり、分光可能な）光の波長に対応している。そのため、分光器２０は、分光する波長の数に対応した個数の検出チャネル２２を備えている。各検出チャネル２２で分光された各波長の光は、撮像素子５０により、検出チャネル２２毎に独立して電気信号に変換される。 As shown in FIG. 4, the spectroscope 20 includes an image pickup element 50 and a plurality of detection channels 22 having different lengths on the image pickup element 50. The image sensor 50 is, for example, an image sensor such as a CMOS (Complementary MOS) or a CCD (Charge Coupled Device). The length of the detection channel 22 corresponds to the wavelength of detectable (ie, spectroscopic) light. Therefore, the spectroscope 20 includes a number of detection channels 22 corresponding to the number of wavelengths to be separated. The light of each wavelength dispersed in each detection channel 22 is independently converted into an electric signal by the image sensor 50 for each detection channel 22.

続いて、検出チャネル２２の構成及び機能について、検出チャネル２２ａ及び検出チャネル２２ｂを例に挙げて説明する。なお、検出チャネル２２の構成については、検出チャネル２２ａを例に説明する。 Subsequently, the configuration and function of the detection channel 22 will be described by taking the detection channel 22a and the detection channel 22b as examples. The configuration of the detection channel 22 will be described by taking the detection channel 22a as an example.

図５に示すように、検出チャネル２２ａは、導波路入力結合回折格子２４ａと、光導波路２６ａと、導波路出力結合回折格子２８ａと、を備える。導波路入力結合回折格子２４ａは、分光器２０で受光されたラマン散乱光を検出チャネル２２ａ内に入力し、かつ、その光を所定の伝播方向（ここでは、光導波路２６ａの方向）に出力する。導波路出力結合回折格子２８ａは、光導波路２６ａ内を伝播した回折光を撮像素子５０に出力する。出力された回折光は、光導波路２６ａの長さに対応した波長の光である。同様に、検出チャネル２２ｂに入力されて出力された回折光は、光導波路２６ｂの長さに対応した波長の光である。撮像素子５０は、検出チャネル２２ａから撮像素子５０に出力された回折光と、検出チャネル２２ｂから撮像素子５０に出力された回折光とを、それぞれ独立して受光して電気信号に変換する。つまり、撮像素子５０は、各検出チャネル２２から出力された波長の異なる回折光を、各検出チャネル２２に対応した箇所で独立して受光し、各波長の回折光を電気信号に変換する。撮像素子５０は、変換した電気信号をデジタル値で演算部（不図示）に出力する。図示していないが、分光器２０は、演算部を有し、分光されたラマン散乱光からラマン散乱光のスペクトルを導出する。 As shown in FIG. 5, the detection channel 22a includes a waveguide input coupling diffraction grating 24a, an optical waveguide 26a, and a waveguide output coupling diffraction grating 28a. The waveguide input coupled diffraction grating 24a inputs the Raman scattered light received by the spectroscope 20 into the detection channel 22a, and outputs the light in a predetermined propagation direction (here, the direction of the optical waveguide 26a). .. The waveguide output coupled diffraction grating 28a outputs the diffracted light propagating in the optical waveguide 26a to the image pickup device 50. The output diffracted light is light having a wavelength corresponding to the length of the optical waveguide 26a. Similarly, the diffracted light input to and output from the detection channel 22b is light having a wavelength corresponding to the length of the optical waveguide 26b. The image sensor 50 independently receives the diffracted light output from the detection channel 22a to the image sensor 50 and the diffracted light output from the detection channel 22b to the image sensor 50 and converts them into an electric signal. That is, the image sensor 50 independently receives the diffracted light of different wavelengths output from each detection channel 22 at the location corresponding to each detection channel 22, and converts the diffracted light of each wavelength into an electric signal. The image sensor 50 outputs the converted electric signal as a digital value to a calculation unit (not shown). Although not shown, the spectroscope 20 has a calculation unit and derives a spectrum of Raman scattered light from the dispersed Raman scattered light.

なお、図５に示す回折格子は、プリズム又はミラーであってもよい。また、これらの回折格子の位置は、回折格子の相互関係が各検出チャネル２２内で満足されるように構成されていればよい。 The diffraction grating shown in FIG. 5 may be a prism or a mirror. Further, the positions of these diffraction gratings may be configured so that the mutual relationship of the diffraction gratings is satisfied in each detection channel 22.

判定部３０は、分光器２０により導出されたラマン散乱光のスペクトルに基づいてフィルタエレメント３０６ｃ上の粒子状物質の堆積状態を判定する。堆積状態の判定に使用するラマン散乱光のスペクトルは、例えば、３００ｃｍ^−１以上４０００ｃｍ^−１以下の波数範囲におけるスペクトルであってもよい。これにより、フィルタエレメント３０６ｃ上に堆積した粒子状物質の化学状態に関して、赤外吸収分光法と同等の情報を得ることができる。また、当該ラマン散乱光のスペクトルは、３００ｃｍ^−１以上２２００ｃｍ^−１以下の波数範囲におけるスペクトルであってもよい。これにより、ラマン散乱光のスペクトルにおいて強いシグナルを検出することができるため、高効率かつ高精度にフィルタエレメント３０６ｃ上に堆積した粒子状物質の分析同定が可能である。また、当該ラマン散乱光のスペクトルは、３００ｃｍ^−１以上７００ｃｍ^−１以下の波数範囲におけるスペクトルであってもよい。これにより、例えば、油圧作動油において異物として問題になる土砂成分のスペクトルの特徴を検出することができる。また、当該ラマン散乱光のスペクトルは、７００ｃｍ^−１以上１７００ｃｍ^−１以下の波数範囲におけるスペクトルであってもよい。これにより、例えば、油圧作動油において異物として問題になる土砂成分のスペクトル及びオイル中に発生する粒子状物質のスペクトルの特徴を検出することができる。 The determination unit 30 determines the deposition state of the particulate matter on the filter element 306c based on the spectrum of the Raman scattered light derived by the spectroscope 20. Spectrum of the Raman scattered light to be used for determining the deposition conditions, for example, it may be a spectrum in the wave number range of 300 cm ^-1 or more 4000 cm ^-1 or less. As a result, it is possible to obtain information equivalent to that of infrared absorption spectroscopy regarding the chemical state of the particulate matter deposited on the filter element 306c. Further, the spectrum of the Raman scattered light may be spectrum in the wave number range of 300 cm ^-1 or more 2200 cm ^-1 or less. As a result, a strong signal can be detected in the spectrum of Raman scattered light, so that it is possible to analyze and identify the particulate matter deposited on the filter element 306c with high efficiency and high accuracy. Further, the spectrum of the Raman scattered light may be a spectrum in a wave number range of 300 cm ^-1 or more and 700 cm ^-1 or less. Thereby, for example, it is possible to detect the characteristics of the spectrum of the earth and sand component which becomes a problem as a foreign substance in the hydraulic hydraulic oil. Further, the spectrum of the Raman scattered light may be spectrum in the wave number range of 700 cm ^-1 or more 1700 cm ^-1 or less. Thereby, for example, it is possible to detect the characteristics of the spectrum of the earth and sand component which becomes a problem as a foreign substance in the hydraulic hydraulic oil and the spectrum of the particulate matter generated in the oil.

続いて、フィルタエレメント３０６ｃ上の粒子状物質の堆積状態の判定方法について一例を挙げて説明する。判定部３０は、分光器２０により導出されたフィルタエレメント３０６ｃのラマン散乱光のスペクトルを取得する。例えば、判定部３０は、分光器２０から、７００ｃｍ^−１以上１７００ｃｍ^−１以下の波数範囲のスペクトルを取得する。次いで、判定部３０は、当該スペクトルのうち特定の波数範囲（以下、特定領域）におけるスペクトルのピークの強度及び形状に基づいて、フィルタエレメント３０６ｃ上の粒子状物質の堆積状態を判定する。特定領域では、フィルタエレメント３０６ｃ上に堆積した粒子状物質の成分、量、及び、状態（結晶性の高さなど）により、スペクトルのシグナル強度が変化する。なお、特定領域については、図６のグラフを用いて後述する。判定部３０は、複数の特定領域のそれぞれにおけるスペクトルの変化を検出することにより、フィルタエレメント３０６ｃ上の粒子状物質を同定し、その堆積状態を判定する。 Subsequently, a method for determining the accumulated state of the particulate matter on the filter element 306c will be described with an example. The determination unit 30 acquires the spectrum of the Raman scattered light of the filter element 306c derived by the spectroscope 20. For example, the determination unit 30, a spectrometer 20, and acquires a spectrum of 700 cm ^-1 or more 1700 cm ^-1 following wavenumber range. Next, the determination unit 30 determines the deposition state of the particulate matter on the filter element 306c based on the intensity and shape of the peak of the spectrum in the specific wave number range (hereinafter, specific region) of the spectrum. In the specific region, the signal intensity of the spectrum changes depending on the composition, amount, and state (high crystallinity, etc.) of the particulate matter deposited on the filter element 306c. The specific region will be described later using the graph of FIG. The determination unit 30 identifies the particulate matter on the filter element 306c by detecting the change in the spectrum in each of the plurality of specific regions, and determines the deposition state thereof.

例えば、判定部３０は、各特定領域におけるラマン散乱光のスペクトルのシグナル強度と、閾値との差に基づいて、フィルタエレメント３０６ｃ上の粒子状物質の堆積状態、つまり、フィルタエレメント３０６ｃの劣化状態を判定してもよい。ラマン散乱光のスペクトル、及び、閾値などの情報は、記憶部４０に格納されている。判定部３０は、これらのデータを記憶部４０から読み出して、差分の算出などの演算処理を行う。 For example, the determination unit 30 determines the deposition state of the particulate matter on the filter element 306c, that is, the deterioration state of the filter element 306c, based on the difference between the signal intensity of the spectrum of Raman scattered light in each specific region and the threshold value. You may judge. Information such as the spectrum of Raman scattered light and the threshold value is stored in the storage unit 40. The determination unit 30 reads these data from the storage unit 40 and performs arithmetic processing such as calculation of the difference.

また、例えば、判定部３０は、得られたラマン散乱光のスペクトルを過去のデータと比較して、各特定領域におけるスペクトルの変化率を導出することにより、フィルタエレメント３０６ｃの劣化度合いを判定してもよい。ここで、データとは、フィルタエレメント３０６ｃのラマン散乱光のスペクトルのデータであり、過去とは、例えば、数日前から半年前までの期間である。これにより、判定部３０は、フィルタエレメント３０６ｃの劣化度合いを精度良く判定することができる。 Further, for example, the determination unit 30 determines the degree of deterioration of the filter element 306c by comparing the obtained spectrum of Raman scattered light with past data and deriving the rate of change of the spectrum in each specific region. May be good. Here, the data is the data of the spectrum of the Raman scattered light of the filter element 306c, and the past is, for example, a period from several days ago to half a year ago. As a result, the determination unit 30 can accurately determine the degree of deterioration of the filter element 306c.

なお、各特定領域における閾値は、濾過されるオイル２００の種類、機械装置３００の外部から混入又は機械装置３００の内部で発生する可能性のある粒子状物質の種類、フィルタエレメント３０６ｃの構造及び濾過性能などの違いにより決定されてもよい。 The threshold value in each specific region is the type of oil 200 to be filtered, the type of particulate matter that may be mixed from the outside of the mechanical device 300 or generated inside the mechanical device 300, the structure of the filter element 306c, and filtration. It may be determined by the difference in performance and the like.

なお、判定部３０は、フィルタエレメント３０６ｃの劣化度合いの判定結果を示す情報を提示部に出力してもよい。判定結果を示す情報は、例えば、百分率又は５段階表示などの数値であってもよく、赤青黄色などの色であってもよく、メッセージであってもよい。これらの情報は、音声であってもよく、画像であってもよい。 The determination unit 30 may output information indicating the determination result of the degree of deterioration of the filter element 306c to the presentation unit. The information indicating the determination result may be, for example, a numerical value such as a percentage or a five-step display, a color such as red, blue, or yellow, or a message. This information may be audio or an image.

続いて、フィルタエレメント３０６ｃ上の粒子状物質の堆積状態の判定方法について他の例を挙げて説明する。ここでは、上記の例と異なる点を中心に説明する。 Subsequently, a method of determining the accumulated state of the particulate matter on the filter element 306c will be described with reference to other examples. Here, the points different from the above example will be mainly described.

例えば、判定部３０は、機械装置３００内のフィルタエレメント３０６ｃが新しいフィルタエレメントに交換され、流路３１０内に設置されてオイル２００が流路３１０内に注入されたときの新しいフィルタエレメントのラマン散乱光のスペクトルをフィルタエレメント３０６ｃの初期状態を示す情報として記憶部４０に格納する。判定部３０は、フィルタエレメント３０６ｃ上の粒子状物質の堆積状態を判定する際に、記憶部４０からフィルタエレメント３０６ｃの初期状態を示す情報を読み出して使用する。フィルタエレメント３０６ｃの初期情報を示す情報は、例えば、新しいフィルタエレメントのラマン散乱光のスペクトルである。判定部３０は、フィルタエレメント３０６ｃのラマン散乱光のスペクトルと、新しいフィルタエレメントのラマン散乱光のスペクトルと、を比較することにより、フィルタエレメント３０６ｃ上の粒子状物質の堆積状態を判定する。このように、判定部３０は、導出したフィルタエレメント３０６ｃのラマン散乱光のスペクトルと、フィルタエレメント３０６ｃの初期の状態、つまり、新品の状態のフィルタエレメントのラマン散乱光のスペクトルと比較することにより、フィルタエレメント３０６ｃ上の粒子状物質の堆積状態（つまり、フィルタエレメント３０６ｃの劣化度合い）だけでなく、フィルタエレメント３０６ｃ上の粒子状物質の堆積速度（つまり、フィルタエレメント３０６ｃの劣化速度）の変化も導出することができる。これにより、判定部３０は、フィルタエレメント３０６ｃの劣化度合いの変化を予測することが可能となるため、使用者は、例えば、フィルタエレメント３０６ｃの交換時期の目安を知ることができる。また、判定部３０は、フィルタエレメント３０６ｃの劣化速度の変化から、機械装置３００で生じている、又は、生じ得るトラブルを予測することが可能となる。したがって、使用者は、フィルタエレメント３０６ｃの交換時期の管理及び機械装置３００の保守管理を、容易に、かつ、適切に行うことができる。 For example, in the determination unit 30, Raman scattering of the new filter element when the filter element 306c in the mechanical device 300 is replaced with a new filter element, installed in the flow path 310, and the oil 200 is injected into the flow path 310. The light spectrum is stored in the storage unit 40 as information indicating the initial state of the filter element 306c. The determination unit 30 reads information indicating the initial state of the filter element 306c from the storage unit 40 and uses it when determining the deposition state of the particulate matter on the filter element 306c. The information indicating the initial information of the filter element 306c is, for example, the spectrum of Raman scattered light of the new filter element. The determination unit 30 determines the deposition state of the particulate matter on the filter element 306c by comparing the spectrum of the Raman scattered light of the filter element 306c with the spectrum of the Raman scattered light of the new filter element. In this way, the determination unit 30 compares the spectrum of the Raman scattered light of the derived filter element 306c with the spectrum of the Raman scattered light of the filter element in the initial state of the filter element 306c, that is, in a new state. Not only the accumulation state of the particulate matter on the filter element 306c (that is, the degree of deterioration of the filter element 306c) but also the change of the accumulation rate of the particulate matter on the filter element 306c (that is, the deterioration rate of the filter element 306c) is derived. can do. As a result, the determination unit 30 can predict the change in the degree of deterioration of the filter element 306c, so that the user can know, for example, a guideline for the replacement time of the filter element 306c. Further, the determination unit 30 can predict the trouble that occurs or may occur in the mechanical device 300 from the change in the deterioration rate of the filter element 306c. Therefore, the user can easily and appropriately manage the replacement time of the filter element 306c and the maintenance management of the mechanical device 300.

なお、フィルタエレメント３０６ｃの初期状態を示す情報には、新しいフィルタエレメントのラマン散乱光のスペクトルだけでなく、例えば、フィルタエレメントに関する情報、測定に関する情報、機械装置３００に関する情報などが含まれてもよい。フィルタエレメントに関する情報は、フィルタエレメントの構成、交換日、製造メーカー、及び、ロット番号などである。測定に関する情報は、測定日時、測定回数、測定データ、励起光のスペクトル、及び、スペクトルの導出条件（例えば、使用する測定データの抽出条件）などである。機械装置３００に関する情報は、例えば、製造メーカー、シリアル番号、機械装置の種類、使用環境、使用頻度及び使用状況などである。判定部３０は、これらの情報のうち、フィルタエレメント３０６ｃの劣化状態のフェーズに合わせて必要な情報を選択して使用してもよい。また、判定部３０は、測定の都度、その時点での機械装置３００の使用環境（例えば気温、湿度など）又は機械装置３００の運転状態に関する情報（エンジンの回転数、油温、油圧、不可重量など）を得て、判定結果を補正してもよい。これにより、フィルタエレメント３０６ｃの劣化度合いに応じて、判定部３０は、使用者に必要な情報を提示することができる。提示部、入力部、及び、コンピュータ装置５００については、上述したため、ここでの説明を省略する。 The information indicating the initial state of the filter element 306c may include not only the spectrum of the Raman scattered light of the new filter element, but also, for example, information on the filter element, information on measurement, information on the mechanical device 300, and the like. .. Information about the filter element includes the filter element configuration, replacement date, manufacturer, and lot number. The information regarding the measurement includes the measurement date and time, the number of measurements, the measurement data, the spectrum of the excitation light, and the conditions for deriving the spectrum (for example, the extraction conditions for the measurement data to be used). Information about the mechanical device 300 includes, for example, the manufacturer, serial number, type of mechanical device, usage environment, frequency of use, and usage status. The determination unit 30 may select and use necessary information from these information according to the phase of the deterioration state of the filter element 306c. In addition, the determination unit 30 provides information on the operating environment (for example, air temperature, humidity, etc.) of the mechanical device 300 or the operating state of the mechanical device 300 (engine speed, oil temperature, hydraulic pressure, impossible weight, etc.) at each measurement. Etc.) may be obtained and the determination result may be corrected. As a result, the determination unit 30 can present necessary information to the user according to the degree of deterioration of the filter element 306c. Since the presentation unit, the input unit, and the computer device 500 have been described above, the description thereof will be omitted here.

図６は、フィルタエレメントの表面の粒子状物質の堆積状態をラマン分光法により分析した結果を示す図である。図６において、破線で示すスペクトルは、フィルタエレメント上にオイルのみ存在する、つまり、堆積物がない状態のフィルタエレメントのラマンスペクトルを示す。実線で示すスペクトルは、フィルタエレメント上に砂が堆積した状態のフィルタエレメントのラマンスペクトルを示す。 FIG. 6 is a diagram showing the results of analysis of the deposition state of particulate matter on the surface of the filter element by Raman spectroscopy. In FIG. 6, the spectrum shown by the broken line shows the Raman spectrum of the filter element in which only oil is present on the filter element, that is, there is no deposit. The spectrum shown by the solid line shows the Raman spectrum of the filter element with sand deposited on the filter element.

図６に示すように、７００ｃｍ^−１以上１７００ｃｍ^−１以下の波数領域におけるラマンスペクトルに砂が混入したことによるスペクトル特徴が見られた。特に、１０５０ｃｍ^−１から１３００ｃｍ^−１までの波数範囲と、１４００ｃｍ^−１から１７００ｃｍ^−１までの波数範囲において、オイルのみのスペクトルと比べて、特徴的なスペクトルの変化が見られた。なお、これらの特徴的な波数範囲が上述の特定領域である。 As shown in FIG. 6, the spectral characteristics caused by the sand is mixed into the Raman spectrum at 700 cm ^-1 or more 1700 cm ^-1 The following wavenumber region was observed. In particular, in the wavenumber range from 1050 cm ^-1 to 1300 cm ^-1 and in the wavenumber range from 1400 cm ^-1 to 1700 cm ^-1 , characteristic spectral changes were observed as compared with the oil-only spectrum. It should be noted that these characteristic wavenumber ranges are the above-mentioned specific regions.

したがって、本実施の形態に係るオイルフィルタ状態判定装置１００によれば、ラマン分光法によりフィルタエレメント上の粒子状物質の堆積状態をインラインで精度良く判定することができることが確認できた。 Therefore, according to the oil filter state determination device 100 according to the present embodiment, it was confirmed that the deposition state of the particulate matter on the filter element can be accurately determined in-line by Raman spectroscopy.

［他の実施の形態］
以上、本開示の１つ又は複数の態様に係るオイルフィルタ状態判定装置及びオイルフィルタ状態判定システムについて、上記の実施の形態に基づいて説明したが、本開示は、これらの実施の形態に限定されるものではない。本開示の主旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構成される形態も、本開示の１つ又は複数の態様の範囲内に含まれてもよい。 [Other embodiments]
The oil filter state determination device and the oil filter state determination system according to one or more aspects of the present disclosure have been described above based on the above embodiments, but the present disclosure is limited to these embodiments. It's not something. As long as the gist of the present disclosure is not deviated, one or a plurality of embodiments of the present disclosure may be obtained by subjecting various modifications that can be conceived by those skilled in the art to the embodiments or by combining components in different embodiments. It may be included in the range of.

例えば、上記実施の形態におけるオイルフィルタ状態判定装置が備える構成要素の一部又は全部は、１個のシステムＬＳＩ（ＬａｒｇｅＳｃａｌｅＩｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ：大規模集積回路）から構成されているとしてもよい。例えば、オイルフィルタ状態判定装置は、光源と、分光器と、判定部と、を有するシステムＬＳＩから構成されてもよい。なお、システムＬＳＩは、光源を含んでいなくてもよい。 For example, a part or all of the components included in the oil filter state determination device in the above embodiment may be composed of one system LSI (Large Scale Integration: large-scale integrated circuit). For example, the oil filter state determination device may be composed of a system LSI having a light source, a spectroscope, and a determination unit. The system LSI does not have to include a light source.

システムＬＳＩは、複数の構成部を１個のチップ上に集積して製造された超多機能ＬＳＩであり、具体的には、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）などを含んで構成されるコンピュータシステムである。ＲＯＭには、コンピュータプログラムが記憶されている。マイクロプロセッサが、コンピュータプログラムに従って動作することにより、システムＬＳＩは、その機能を達成する。 A system LSI is an ultra-multifunctional LSI manufactured by integrating a plurality of components on a single chip. Specifically, a microprocessor, a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), and the like are used. It is a computer system configured to include. A computer program is stored in the ROM. The system LSI achieves its function by operating the microprocessor according to the computer program.

なお、ここでは、システムＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ（ＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ）、ＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。また、集積回路化の手法は、ＬＳＩに限るものではなく、専用回路又は汎用プロセッサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（ＦｉｅｌｄＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＧａｔｅＡｒｒａｙ）、あるいは、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用してもよい。 Although it is referred to as a system LSI here, it may be referred to as an IC (Integrated Circuit), an LSI, a super LSI, or an ultra LSI depending on the degree of integration. Further, the method of forming an integrated circuit is not limited to LSI, and may be realized by a dedicated circuit or a general-purpose processor. An FPGA (Field Programmable Gate Array) that can be programmed after the LSI is manufactured, or a reconfigurable processor that can reconfigure the connection and settings of the circuit cells inside the LSI may be used.

さらには、半導体技術の進歩又は派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適用等が可能性としてあり得る。 Furthermore, if an integrated circuit technology that replaces an LSI appears due to advances in semiconductor technology or another technology derived from it, it is naturally possible to integrate functional blocks using that technology. The application of biotechnology, etc. is possible.

また、本開示の一態様は、このようなオイルフィルタ状態判定装置だけではなく、当該装置に含まれる特徴的な構成部をステップとするオイル状態判定方法であってもよい。また、本開示の一態様は、オイル状態判定方法に含まれる特徴的な各ステップをコンピュータに実行させるコンピュータプログラムであってもよい。また、本開示の一態様は、そのようなコンピュータプログラムが記録された、コンピュータで読み取り可能な非一時的な記録媒体であってもよい。 Further, one aspect of the present disclosure may be not only such an oil filter state determination device but also an oil state determination method in which a characteristic component included in the device is a step. Further, one aspect of the present disclosure may be a computer program that causes a computer to execute each characteristic step included in the oil state determination method. Also, one aspect of the present disclosure may be a computer-readable, non-temporary recording medium on which such a computer program is recorded.

本開示に係るオイルフィルタ状態判定装置及びオイルフィルタ状態判定システムによれば、機械装置内のオイルの状態をインラインで判定することができる。本開示によれば、振動及び高温環境下においてもオイルの状態を判定することができるため、作動流体を使用するあらゆる機械装置、例えば建設機械、車両、発電装置、及び内燃機関などに適用可能であり、これらの機械装置が稼働している間もオイルの状態をモニタリングすることができる。 According to the oil filter state determination device and the oil filter state determination system according to the present disclosure, the state of oil in the mechanical device can be determined in-line. According to the present disclosure, since the state of oil can be determined even in a vibration and high temperature environment, it can be applied to all machinery and devices that use a working fluid, such as construction machinery, vehicles, power generation devices, and internal combustion engines. Yes, oil status can be monitored while these machinery are in operation.

１０光源
２０分光器
２２、２２ａ、２２ｂ検出チャネル
２４ａ、２４ｂ導波路入力結合回折格子
２６ａ、２６ｂ光導波路
２８ａ、２８ｂ導波路出力結合回折格子
３０判定部
４０記憶部
５０撮像素子
１００オイルフィルタ状態判定装置
１１０筐体
１１２光学窓
２００オイル
３００機械装置
３０２タンク
３０４ａ、３０４ｂ、３０４ｃフィルタ
３０６ａ、３０６ｂ、３０６ｃフィルタエレメント
３０８ポンプ
３１０流路
４００オイルフィルタ状態判定システム
５００コンピュータ装置 10 Light source 20 Spectrometer 22, 22a, 22b Detection channel 24a, 24b waveguide input coupling diffraction grating 26a, 26b Optical waveguide 28a, 28b waveguide output coupling diffraction grating 30 Judgment unit 40 Storage unit 50 Imaging element 100 Oil filter state determination device 110 Housing 112 Optical window 200 Oil 300 Mechanical device 302 Tank 304a, 304b, 304c Filter 306a, 306b, 306c Filter element 308 Pump 310 Flow path 400 Oil filter status determination system 500 Computer device

Claims

A light source that is provided on a flow path through which oil circulates in a mechanical device and irradiates an electromagnetic wave to a filter element that filters out particulate matter mixed or generated in the oil.
A spectroscope that derives the spectrum of the Raman scattered light by dispersing the Raman scattered light scattered from the surface of the filter element, and
A determination unit that determines the deposition state of the particulate matter on the filter element based on the Raman spectrum of the Raman scattered light derived by the spectroscope.
To prepare
Oil filter condition judgment device.

The determination unit determines the state of deposition on the basis of the spectrum of the Raman scattered light at a wave number ranging from 300 cm ^-1 to 4000 cm ^-1,
The oil filter state determination device according to claim 1.

The determination unit determines the deposition state based on the spectrum of the Raman scattered light in the wave number range from 300 cm ^-1 to 2200 cm ^-1 .
The oil filter state determination device according to claim 1.

The determination unit determines the deposition state based on the spectrum of the Raman scattered light in the wave number range from 300 cm ^-1 to 700 cm ^-1 .
The oil filter state determination device according to claim 1.

The determination unit determines the state of deposition on the basis of the spectrum of the Raman scattered light at a wave number ranging from 700 cm ^-1 to 1700 cm ^-1,
The oil filter state determination device according to claim 1.

The light source irradiates the filter element with the electromagnetic waves while the oil circulates in the flow path.
The oil filter state determination device according to any one of claims 1 to 5.

The determination unit has a storage unit, and the new filter when the filter element in the mechanical device is replaced with a new filter element, arranged in the flow path, and oil is injected into the flow path. The spectrum of the Raman scattered light of the element is stored in the storage unit as information indicating the initial state of the filter element, and the spectrum of the Raman scattered light of the filter element is compared with the spectrum of the Raman scattered light of the new filter element. By doing so, the deposition state is determined.
The oil filter state determination device according to any one of claims 1 to 6.

With oil
The mechanical device into which the oil is injected and
A filter element provided in a flow path through which oil circulates in the mechanical device to filter out particulate matter mixed or generated in the oil.
A spectroscope that derives the spectrum of the Raman scattered light by dispersing the Raman scattered light scattered from the surface of the filter element, and
The oil filter state determining device according to any one of claims 1 to 7, which determines the accumulated state of the particulate matter on the filter element.
To prepare
Oil filter condition judgment system.