JP2591701B2 - 液体性状判定センサ及び液体性状判定方法 - Google Patents
液体性状判定センサ及び液体性状判定方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、種々の液体の性状の判
定、例えば船舶、自動車などの内燃機関に使用される潤
滑油の寿命や性能の判定、又は、生物化学分野における
醗酵槽中の液体の醗酵度の管理、などに利用される液体
性状判定センサ、及びこのセンサを使用した液体性状判
定方法に関するものである。
定、例えば船舶、自動車などの内燃機関に使用される潤
滑油の寿命や性能の判定、又は、生物化学分野における
醗酵槽中の液体の醗酵度の管理、などに利用される液体
性状判定センサ、及びこのセンサを使用した液体性状判
定方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、例えば、船舶、自動車などの内燃
機関に使用される潤滑油の寿命や性能の判定をなす場合
には、対象となる潤滑油の化学分析データを基に、総合
的な判定をすることが一般的に行なわれている。その際
の分析項目は、引火点、動粘度、残留炭素濃度、全酸
価、全塩基価、水分濃度、不溶解分濃度、金属濃度、な
どである。これらの項目全てについて試験を行ない、正
確なデータを得ようとするためには、高精度の分析装置
が種々必要となるのに加えて、分析結果を得るまでに少
なくとも数日を要するのが常識であり、迅速な、特に、
オンラインでの分析は不可能であった。
機関に使用される潤滑油の寿命や性能の判定をなす場合
には、対象となる潤滑油の化学分析データを基に、総合
的な判定をすることが一般的に行なわれている。その際
の分析項目は、引火点、動粘度、残留炭素濃度、全酸
価、全塩基価、水分濃度、不溶解分濃度、金属濃度、な
どである。これらの項目全てについて試験を行ない、正
確なデータを得ようとするためには、高精度の分析装置
が種々必要となるのに加えて、分析結果を得るまでに少
なくとも数日を要するのが常識であり、迅速な、特に、
オンラインでの分析は不可能であった。
【０００３】例えば、潤滑油の劣化の標準的な指標の一
つである不溶解分の測定においては、分析操作が煩雑で
あり、時間を要するにも拘らず、絶対値の精度に関して
は、最大０．２％程度の誤差が含まれる可能性がある、
という問題を有している。このため、時間、精度及びコ
スト面でより効率的な、即ち、サンプリングが不要で且
つリアルタイムで正確な測定結果が得られる方法が求め
られている。
つである不溶解分の測定においては、分析操作が煩雑で
あり、時間を要するにも拘らず、絶対値の精度に関して
は、最大０．２％程度の誤差が含まれる可能性がある、
という問題を有している。このため、時間、精度及びコ
スト面でより効率的な、即ち、サンプリングが不要で且
つリアルタイムで正確な測定結果が得られる方法が求め
られている。
【０００４】又、特に、船舶機関用の潤滑油管理におい
ては、燃料油、主に重油による潤滑油の希釈や、海水な
どの潤滑油への混入などによる潤滑油の性状変化をオン
ラインで瞬時に検知できるような計測方法が希求されて
いるが、上述のような分析手法で対応するのは実用上不
可能であった。
ては、燃料油、主に重油による潤滑油の希釈や、海水な
どの潤滑油への混入などによる潤滑油の性状変化をオン
ラインで瞬時に検知できるような計測方法が希求されて
いるが、上述のような分析手法で対応するのは実用上不
可能であった。
【０００５】又、生物化学分野における、例えば発酵槽
の発酵度管理は、食品、製薬などの産業において広く行
なわれているが、この発酵度管理においても、時間を要
する化学分析に頼るか、ノウハウを蓄積した熟練者の判
断に負う面が大きく、オンライン計測管理の手法が望ま
れている。
の発酵度管理は、食品、製薬などの産業において広く行
なわれているが、この発酵度管理においても、時間を要
する化学分析に頼るか、ノウハウを蓄積した熟練者の判
断に負う面が大きく、オンライン計測管理の手法が望ま
れている。
【０００６】更に、分光分析などのセルを用いる分析方
法によれば、例えば潤滑油などの場合のように、劣化が
進行するにつれて液体の透明度が低下し、それによって
徐々に光量が減少し、測定精度が低下することとなる。
そのために、ある劣化度を超えると測定不可能になると
いう大きな問題があった。
法によれば、例えば潤滑油などの場合のように、劣化が
進行するにつれて液体の透明度が低下し、それによって
徐々に光量が減少し、測定精度が低下することとなる。
そのために、ある劣化度を超えると測定不可能になると
いう大きな問題があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の主た
る目的は、上記諸問題点を解決することを目的とするも
のであって、種々の液体の性状の判定、例えば船舶、自
動車などの内燃機関に使用される潤滑油の寿命や性能の
判定、又は、生物化学分野における醗酵槽中の液体の醗
酵度の管理などに好適に利用される液体性状判定センサ
及びこのセンサを使用した液体性状判定方法を提供する
ことである。
る目的は、上記諸問題点を解決することを目的とするも
のであって、種々の液体の性状の判定、例えば船舶、自
動車などの内燃機関に使用される潤滑油の寿命や性能の
判定、又は、生物化学分野における醗酵槽中の液体の醗
酵度の管理などに好適に利用される液体性状判定センサ
及びこのセンサを使用した液体性状判定方法を提供する
ことである。
【０００８】本発明の他の目的は、サンプリングが不要
で且つリアルタイムで正確な測定結果を得ることのでき
る、オンライン計測管理が可能な液体性状判定センサ及
びこのセンサを使用した液体性状判定方法を提供するこ
とである。
で且つリアルタイムで正確な測定結果を得ることのでき
る、オンライン計測管理が可能な液体性状判定センサ及
びこのセンサを使用した液体性状判定方法を提供するこ
とである。
【０００９】本発明の更に他の目的は、劣化が進んでも
測定精度が低下することのない液体性状判定センサ及び
このセンサを使用した液体性状判定方法を提供すること
である。
測定精度が低下することのない液体性状判定センサ及び
このセンサを使用した液体性状判定方法を提供すること
である。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
液体性状判定センサ及びこのセンサを使用した液体性状
判定方法にて達成される。要約すれば、本発明は、光フ
ァイバを所定長さに亘って溶融延伸処理することにより
形成されたテーパー状の検知部を備えたセンサープロー
ブと、前記センサープローブの入力端に接続され、該入
力端に少なくとも２つの波長の光を入射するために少な
くとも２つの波長の光を合波する合波用光カプラと、前
記センサープローブの出力端に接続され、該センサープ
ローブを透過した少なくとも２つの波長の光を分波する
分波用光カプラと、前記分波用光カプラの出力端から出
射された少なくとも２つの波長の光量を検知する受光手
段とを有し、前記センサープローブは、このセンサープ
ローブが浸漬された液体の性状により、入力端から入射
された光の透過光量が異なるものである液体性状判定セ
ンサである。一実施態様によれば、前記合波用光カプラ
は、２×２構造の光カプラであり、該合波用光カプラの
二つの入力端にはそれぞれ波長λ １ 、λ ２ が入射され、
一方の出力端から波長λ １ 、λ ２ が出射され、そして前
記センサープロー部の入力端に入射され、又、前記分波
用光カプラは、２×２構造の光カプラであり、該分波用
光カプラの一方の入力端には前記センサープローブを透
過した波長λ １ 、λ ２ の光がが入射され、そして前記分
波用光カプラにて分岐されてこの分波用光カプラ二つの
出力端から出射された波長λ １ 、λ ２ の光は、その光量
が前記受光手段にてそれぞれ検知される。
液体性状判定センサ及びこのセンサを使用した液体性状
判定方法にて達成される。要約すれば、本発明は、光フ
ァイバを所定長さに亘って溶融延伸処理することにより
形成されたテーパー状の検知部を備えたセンサープロー
ブと、前記センサープローブの入力端に接続され、該入
力端に少なくとも２つの波長の光を入射するために少な
くとも２つの波長の光を合波する合波用光カプラと、前
記センサープローブの出力端に接続され、該センサープ
ローブを透過した少なくとも２つの波長の光を分波する
分波用光カプラと、前記分波用光カプラの出力端から出
射された少なくとも２つの波長の光量を検知する受光手
段とを有し、前記センサープローブは、このセンサープ
ローブが浸漬された液体の性状により、入力端から入射
された光の透過光量が異なるものである液体性状判定セ
ンサである。一実施態様によれば、前記合波用光カプラ
は、２×２構造の光カプラであり、該合波用光カプラの
二つの入力端にはそれぞれ波長λ １ 、λ ２ が入射され、
一方の出力端から波長λ １ 、λ ２ が出射され、そして前
記センサープロー部の入力端に入射され、又、前記分波
用光カプラは、２×２構造の光カプラであり、該分波用
光カプラの一方の入力端には前記センサープローブを透
過した波長λ １ 、λ ２ の光がが入射され、そして前記分
波用光カプラにて分岐されてこの分波用光カプラ二つの
出力端から出射された波長λ １ 、λ ２ の光は、その光量
が前記受光手段にてそれぞれ検知される。
【００１１】
【００１２】本発明の他の態様によれば、上記液体性状
判定センサの少なくともセンサープローブを被検液に浸
漬し、そして、前記合波用光カプラの入力端に、少なく
とも２つの波長の光を入射して前記分波用光カプラの出
力端にてそれぞれの波長における透過光量を求め、得ら
れたそれぞれの波長における透過光量と、予め求められ
ている未使用時の液体の場合の透過光量との比を用いて
液体の性状を判定する液体性状判定方法が提供される。
判定センサの少なくともセンサープローブを被検液に浸
漬し、そして、前記合波用光カプラの入力端に、少なく
とも２つの波長の光を入射して前記分波用光カプラの出
力端にてそれぞれの波長における透過光量を求め、得ら
れたそれぞれの波長における透過光量と、予め求められ
ている未使用時の液体の場合の透過光量との比を用いて
液体の性状を判定する液体性状判定方法が提供される。
【００１３】更に、本発明によれば、上記液体性状判定
センサの少なくともセンサープローブを被検液に浸漬
し、そして、前記合波用光カプラの入力端に、所定の波
長の光を入射して前記分波用光カプラの出力端にて透過
光量を求め、この得られた透過光量の、使用時間に対す
る変化の傾向を予めデータとして記録し、実際の測定値
がこのデータから所定の値以上離れた値となった場合
に、異常と判断することを特徴とす液体性状判定方法が
提供される。
センサの少なくともセンサープローブを被検液に浸漬
し、そして、前記合波用光カプラの入力端に、所定の波
長の光を入射して前記分波用光カプラの出力端にて透過
光量を求め、この得られた透過光量の、使用時間に対す
る変化の傾向を予めデータとして記録し、実際の測定値
がこのデータから所定の値以上離れた値となった場合
に、異常と判断することを特徴とす液体性状判定方法が
提供される。
【００１４】
【実施例】以下、本発明に係る液体性状判定センサ及び
このセンサを使用した液体性状判定方法を図面に則して
更に詳しく説明する。
このセンサを使用した液体性状判定方法を図面に則して
更に詳しく説明する。
【００１５】本発明に係る液体性状判定センサ１の作動
原理について図１を参照して説明すると、液体性状判定
センサ１は、通常、光通信や光計測の分野などで通常使
用されているシングルモード光ファイバを使用して作製
されたセンサープローブ２と、このセンサープローブ２
の一端に接続された光源３と、又他端に接続された受光
手段４とを有している。又、センサープローブ２は、後
で詳しくは説明するように、このセンサープローブ２が
浸漬された液体の性状により、受光手段４にて検知され
る光源３からの透過光量が異なる性質を有している。
原理について図１を参照して説明すると、液体性状判定
センサ１は、通常、光通信や光計測の分野などで通常使
用されているシングルモード光ファイバを使用して作製
されたセンサープローブ２と、このセンサープローブ２
の一端に接続された光源３と、又他端に接続された受光
手段４とを有している。又、センサープローブ２は、後
で詳しくは説明するように、このセンサープローブ２が
浸漬された液体の性状により、受光手段４にて検知され
る光源３からの透過光量が異なる性質を有している。
【００１６】つまり、センサープローブ２は、光ファイ
バとして、例えば、コア径が１０μｍ、クラッド径が１
２５μｍのシングルモード光ファイバを使用し、光ファ
イバの被覆を、例えば２０ｍｍ程度除去した後、溶融延
伸台（図示せず）に取り付け、溶融延伸処理を行なう。
溶融延伸処理は、通常の方法に従って行なうことがで
き、例えば、火炎バーナ、炭酸ガスレーザ、小型電気炉
など適宜の加熱装置を用いて、一般に１３００〜２００
０℃の温度で加熱しながら、光ファイバを、例えばラッ
ク−ピニオン機構を介して軸方向両側に例えば０．００
５〜１００ｍｍ／分の速度で、１〜５０ｍｍ長さだけ引
っ張ることにより行い得る。
バとして、例えば、コア径が１０μｍ、クラッド径が１
２５μｍのシングルモード光ファイバを使用し、光ファ
イバの被覆を、例えば２０ｍｍ程度除去した後、溶融延
伸台（図示せず）に取り付け、溶融延伸処理を行なう。
溶融延伸処理は、通常の方法に従って行なうことがで
き、例えば、火炎バーナ、炭酸ガスレーザ、小型電気炉
など適宜の加熱装置を用いて、一般に１３００〜２００
０℃の温度で加熱しながら、光ファイバを、例えばラッ
ク−ピニオン機構を介して軸方向両側に例えば０．００
５〜１００ｍｍ／分の速度で、１〜５０ｍｍ長さだけ引
っ張ることにより行い得る。
【００１７】これによって、図１に図示するように、テ
ーパー状に延伸加工された検知部２ａを備えたセンサー
プローブ２が得られる。このような構成のセンサープロ
ーブ２は、溶融延伸加工前に比較して、光ファイバ中を
伝搬する光が光ファイバ外部に漏洩し得る状態になって
いるために、この光ファイバの周囲の媒質の光学的屈折
率などの光学的特性の影響を受けて、光ファイバを通る
透過光量が変化する。又、本発明者らの研究実験の結果
によると、この現象は、使用する光の波長に依存するこ
とが分かった。この点については後述する。
ーパー状に延伸加工された検知部２ａを備えたセンサー
プローブ２が得られる。このような構成のセンサープロ
ーブ２は、溶融延伸加工前に比較して、光ファイバ中を
伝搬する光が光ファイバ外部に漏洩し得る状態になって
いるために、この光ファイバの周囲の媒質の光学的屈折
率などの光学的特性の影響を受けて、光ファイバを通る
透過光量が変化する。又、本発明者らの研究実験の結果
によると、この現象は、使用する光の波長に依存するこ
とが分かった。この点については後述する。
【００１８】上記液体性状判定センサ１によれば、セン
サープローブ２の一端に接続された光源３からモニター
光が入射される。又、センサープローブ２の他端に接続
されたホトダイオードのような受光素子を用いた受光手
段４により、センサープローブ２の出射光量が測定され
る。この出射光量信号はコンピュータに送信され、信号
処理した後、図１には省略されているが、ディスプレー
装置に表示するか、プリンタにてプリントアウトされ
る。
サープローブ２の一端に接続された光源３からモニター
光が入射される。又、センサープローブ２の他端に接続
されたホトダイオードのような受光素子を用いた受光手
段４により、センサープローブ２の出射光量が測定され
る。この出射光量信号はコンピュータに送信され、信号
処理した後、図１には省略されているが、ディスプレー
装置に表示するか、プリンタにてプリントアウトされ
る。
【００１９】この液体性状判定センサ１によれば、光源
３としては白色のハロゲンランプを用い、これを分光器
（モノクロメータ）５を用いて、センサープローブ２の
特性に応じた波長帯の単色光とし、モニター光として使
用した。従って、分光器５の前にチョッパ６を配置し、
又、受光器４の後にロックインアンプ７を設け、両者
６、７はパルス発生器８にて同期制御する構成とされ
た。
３としては白色のハロゲンランプを用い、これを分光器
（モノクロメータ）５を用いて、センサープローブ２の
特性に応じた波長帯の単色光とし、モニター光として使
用した。従って、分光器５の前にチョッパ６を配置し、
又、受光器４の後にロックインアンプ７を設け、両者
６、７はパルス発生器８にて同期制御する構成とされ
た。
【００２０】図２に、上記構成の液体性状判定センサ１
を用いて、使用時間、分析データなどから劣化の程度が
比較できる、劣化の強い船舶機関用潤滑油と、劣化の弱
い船舶機関用潤滑油との２種類の使用済み潤滑油の液体
性状の判定を行なった結果を示す。使用した潤滑油は共
同石油（株）製Ｄ−２３Ｓである。縦軸は、未使用の新
しい潤滑油と使用済み潤滑油との透過光量を対数比（ｄ
Ｂ）で示す。又、横軸は、測定に使用したモニター光の
波長を示す。未使用の新しい潤滑油は、波長に関係なく
０ｄＢである。
を用いて、使用時間、分析データなどから劣化の程度が
比較できる、劣化の強い船舶機関用潤滑油と、劣化の弱
い船舶機関用潤滑油との２種類の使用済み潤滑油の液体
性状の判定を行なった結果を示す。使用した潤滑油は共
同石油（株）製Ｄ−２３Ｓである。縦軸は、未使用の新
しい潤滑油と使用済み潤滑油との透過光量を対数比（ｄ
Ｂ）で示す。又、横軸は、測定に使用したモニター光の
波長を示す。未使用の新しい潤滑油は、波長に関係なく
０ｄＢである。
【００２１】図２から分かるように、センサープローブ
２を透過する透過光量は、未使用の潤滑油に比し、使用
済みの潤滑油の場合の方が大となり、又、この傾向は、
モニター光の波長が長波長となるに従って強くなってい
る。更に、潤滑油の劣化が進むに従って、透過光量は増
大することが分かる。
２を透過する透過光量は、未使用の潤滑油に比し、使用
済みの潤滑油の場合の方が大となり、又、この傾向は、
モニター光の波長が長波長となるに従って強くなってい
る。更に、潤滑油の劣化が進むに従って、透過光量は増
大することが分かる。
【００２２】従って、上記構成の液体性状判定センサ１
を使用すれば、潤滑油の新油状態からの劣化の進行程度
が、透過光量の増大を計測することにより判断でき、こ
れを基に潤滑油の寿命などの判定を行なうことが可能と
なる。又、斯かる潤滑油の寿命などの判定作業に当た
り、試料のサンプリングは不要とされ、又リアルタイム
で正確な測定結果を得ることのでき、従って、オンライ
ン計測管理が可能であるという利点を有している。
を使用すれば、潤滑油の新油状態からの劣化の進行程度
が、透過光量の増大を計測することにより判断でき、こ
れを基に潤滑油の寿命などの判定を行なうことが可能と
なる。又、斯かる潤滑油の寿命などの判定作業に当た
り、試料のサンプリングは不要とされ、又リアルタイム
で正確な測定結果を得ることのでき、従って、オンライ
ン計測管理が可能であるという利点を有している。
【００２３】更に、上記構成の液体性状判定センサによ
れば、潤滑油の劣化が進めば、従来の分光分析セルを使
用した場合とは逆に、透過光量が増大することとなり、
測定精度が低下することなく液体の劣化を検知すること
ができるという特長を有する。
れば、潤滑油の劣化が進めば、従来の分光分析セルを使
用した場合とは逆に、透過光量が増大することとなり、
測定精度が低下することなく液体の劣化を検知すること
ができるという特長を有する。
【００２４】図３には、上記作動原理に従った本発明に
係る液体性状判定センサを使用した液体性状判定方法の
一実施例を示す。
係る液体性状判定センサを使用した液体性状判定方法の
一実施例を示す。
【００２５】この実施例は、上記構成のセンサープロー
ブ２を利用すれば、透過光量は、モニター光の波長が長
波長となるに従って大となるという波長特性を利用する
ものであり、より分解能の高い液体の性状判定が可能と
なる。
ブ２を利用すれば、透過光量は、モニター光の波長が長
波長となるに従って大となるという波長特性を利用する
ものであり、より分解能の高い液体の性状判定が可能と
なる。
【００２６】つまり、センサープローブ２の入力端に
は、モニター光として２つ以上の、本実施例では２つの
波長λ１、λ２が入射される。そのために、センサープ
ローブの入射端には、２×２構造の光カプラ（合波器）
１０の一方の出力端が接続される。この合波器１０の二
つの入力端にはそれぞれ波長λ１、λ２が入射され、前
記出力端から波長λ１、λ２が出射され、センサープロ
ーブ２の入力端に入射される。
は、モニター光として２つ以上の、本実施例では２つの
波長λ１、λ２が入射される。そのために、センサープ
ローブの入射端には、２×２構造の光カプラ（合波器）
１０の一方の出力端が接続される。この合波器１０の二
つの入力端にはそれぞれ波長λ１、λ２が入射され、前
記出力端から波長λ１、λ２が出射され、センサープロ
ーブ２の入力端に入射される。
【００２７】一方、センサープローブ２の出射端には、
２×２構造の光カプラ（分波器）２０の一方の入力端が
接続される。従って、センサープローブ２を透過した波
長λ1 、λ2 の光は、この分波器２０にて分岐され、出
力端から波長λ1 、λ2 がそれぞれ出射され、受光素子
にてその光量がそれぞれ検知される。これによって、各
波長λ1 、λ2 についての出力変化、即ち、各波長λ
1 、λ2 による液体の性状変化情報を得ることができ
る。
２×２構造の光カプラ（分波器）２０の一方の入力端が
接続される。従って、センサープローブ２を透過した波
長λ1 、λ2 の光は、この分波器２０にて分岐され、出
力端から波長λ1 、λ2 がそれぞれ出射され、受光素子
にてその光量がそれぞれ検知される。これによって、各
波長λ1 、λ2 についての出力変化、即ち、各波長λ
1 、λ2 による液体の性状変化情報を得ることができ
る。
【００２８】従って、本実施例によれば、一つの波長だ
けで、液体の性状検知を行なう場合に比較して、その測
定結果の信頼性が向上し、判定が確実なものとなる。
けで、液体の性状検知を行なう場合に比較して、その測
定結果の信頼性が向上し、判定が確実なものとなる。
【００２９】本発明の液体性状判定方法は、例えば、船
舶、自動車などの内燃機関に使用される潤滑油の性状を
オンラインにて検知し、潤滑油の性状を判定をするのに
利用されるが、この判定結果は、内燃機関の運転の異常
或は事故などの発生を判断するのにも利用することがで
きる。
舶、自動車などの内燃機関に使用される潤滑油の性状を
オンラインにて検知し、潤滑油の性状を判定をするのに
利用されるが、この判定結果は、内燃機関の運転の異常
或は事故などの発生を判断するのにも利用することがで
きる。
【００３０】図４は、図２と同じように、本発明の液体
性状判定センサ１を用いて、船舶機関用潤滑油の、０、
５００、１５００、２５００、４１００及び５６００時
間運転後の透過光量、即ち、潤滑油の劣化の程度を示す
ものである。又、図５（ａ）は、横軸に運転時間を取っ
た場合のグラフであり、この図から、通常安定した状態
で使用される潤滑油は、運転時間の経過に比例して、セ
ンサープローブ２の透過光量は増加することが分かる。
このことから、船舶機関用潤滑油において、燃料や水分
などの異物の混入や運転条件の極端な変動がなく、緩や
かに劣化が進行した場合には、透過光量も徐々に増加し
ていくことが分かる。
性状判定センサ１を用いて、船舶機関用潤滑油の、０、
５００、１５００、２５００、４１００及び５６００時
間運転後の透過光量、即ち、潤滑油の劣化の程度を示す
ものである。又、図５（ａ）は、横軸に運転時間を取っ
た場合のグラフであり、この図から、通常安定した状態
で使用される潤滑油は、運転時間の経過に比例して、セ
ンサープローブ２の透過光量は増加することが分かる。
このことから、船舶機関用潤滑油において、燃料や水分
などの異物の混入や運転条件の極端な変動がなく、緩や
かに劣化が進行した場合には、透過光量も徐々に増加し
ていくことが分かる。
【００３１】本発明者らは、逆に、燃料や水分などの異
物の混入や運転条件の極端な変動があった場合に、透過
光量に如何なる変化があるかについて実験を試みた。こ
の実験では、４０００時間使用済の潤滑油中に新油を加
えて意図的に潤滑油の性状を急変させ、そのときの透過
光量の変化を調べた。その結果が、図５（ｂ）に示され
る。
物の混入や運転条件の極端な変動があった場合に、透過
光量に如何なる変化があるかについて実験を試みた。こ
の実験では、４０００時間使用済の潤滑油中に新油を加
えて意図的に潤滑油の性状を急変させ、そのときの透過
光量の変化を調べた。その結果が、図５（ｂ）に示され
る。
【００３２】図５（ｂ）から、本発明の液体性状判定セ
ンサ１のセンサープローブ２は、この潤滑油の性状の急
変に瞬時に応答することが分かった。つまり、これまで
緩やかに時間の経過と共に劣化が進行し、透過光量が徐
々に増加していたのが、新油を追加した時点で急激にそ
の透過光量が減少した。
ンサ１のセンサープローブ２は、この潤滑油の性状の急
変に瞬時に応答することが分かった。つまり、これまで
緩やかに時間の経過と共に劣化が進行し、透過光量が徐
々に増加していたのが、新油を追加した時点で急激にそ
の透過光量が減少した。
【００３３】従って、使用時間に対する透過光量の変化
の傾向をデータとして記録し、この記録データの許容範
囲±△Ｐr を超えて△Ｐだけ透過光量が変化した場合に
は、事故又は異常発生と判断することができる。この場
合には、直ちに船舶機関の運転の点検が行なわれるであ
ろう。
の傾向をデータとして記録し、この記録データの許容範
囲±△Ｐr を超えて△Ｐだけ透過光量が変化した場合に
は、事故又は異常発生と判断することができる。この場
合には、直ちに船舶機関の運転の点検が行なわれるであ
ろう。
【００３４】図６に、上記実施例にて使用し得る、事故
又は異常発生信号（異変発生信号）を出すためのフロー
図を示す。
又は異常発生信号（異変発生信号）を出すためのフロー
図を示す。
【００３５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る液体
性状判定センサ及び液体性状判定方法は、溶融延伸加工
により形成されたテーパー状センサープローブを備え、
このセンサープローブは浸漬された液体の性状により、
一端から入射された少なくとも２つの波長の光の透過光
量が異なることを検知する構成とされるので、 （１）特定の液体の性状、例えば船舶、自動車などの内
燃機関に使用される潤滑油の寿命や性能の判定、又は、
生物化学分野における醗酵槽中の液体の醗酵度管理など
に好適に利用することができる。 （２）サンプリングが不要で且つリアルタイムで正確な
測定結果を得ることができ、オンライン計測管理が可能
である。 （３）被検液の劣化が進んでも測定精度が低下すること
がない。（４）更に、１つの波長だけで液体の性状検知を行なう
場合に比較して、その測定結果の信頼性が向上し、判定
が確実なものとなる。 といった利点を有している。
性状判定センサ及び液体性状判定方法は、溶融延伸加工
により形成されたテーパー状センサープローブを備え、
このセンサープローブは浸漬された液体の性状により、
一端から入射された少なくとも２つの波長の光の透過光
量が異なることを検知する構成とされるので、 （１）特定の液体の性状、例えば船舶、自動車などの内
燃機関に使用される潤滑油の寿命や性能の判定、又は、
生物化学分野における醗酵槽中の液体の醗酵度管理など
に好適に利用することができる。 （２）サンプリングが不要で且つリアルタイムで正確な
測定結果を得ることができ、オンライン計測管理が可能
である。 （３）被検液の劣化が進んでも測定精度が低下すること
がない。（４）更に、１つの波長だけで液体の性状検知を行なう
場合に比較して、その測定結果の信頼性が向上し、判定
が確実なものとなる。 といった利点を有している。
【図１】本発明の作動原理を説明する液体性状判定セン
サの概略構成図である。
サの概略構成図である。
【図２】被検液の、使用するモニター光に対する透過光
量（新油に対する使用済み油の透過光量の対数比）を示
すグラフである。
量（新油に対する使用済み油の透過光量の対数比）を示
すグラフである。
【図３】本発明に係る液体性状判定方法の一実施例を示
す概略構成図である。
す概略構成図である。
【図４】船舶機関用潤滑油の、新油に対する透過光量の
対数比を示すグラフである。
対数比を示すグラフである。
【図５】図５（ａ）は、船舶機関用潤滑油の、新油に対
する透過光量の対数比を、時間経過に関して示すグラフ
であり、図５（ｂ）は、潤滑油の異変発生時の透過光量
の急変を示すグラフである。
する透過光量の対数比を、時間経過に関して示すグラフ
であり、図５（ｂ）は、潤滑油の異変発生時の透過光量
の急変を示すグラフである。
【図６】異変発生信号を出すためのフロー図を示す。
１ 液体性状判定センサ ２ センサープローブ ３ 光源 ４ 受光手段 １０ 合波器 ２０ 分波器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−253446（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−134250（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−160350（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−72561（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−15543（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−31746（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−184332（ＪＰ，Ａ) 特開 昭48−83880（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−160350（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−72561（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−15543（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−31746（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−184332（ＪＰ，Ａ) 特開 昭48−83880（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−35458（ＪＰ，Ｕ) 実開 平２−93745（ＪＰ，Ｕ) 実開 平３−35458（ＪＰ，Ｕ) 実開 平２−93745（ＪＰ，Ｕ)
Claims (5)
- 【請求項１】 光ファイバを所定長さに亘って溶融延伸
処理することにより形成されたテーパー状の検知部を備
えたセンサープローブと、前記センサープローブの入力
端に接続され、該入力端に少なくとも２つの波長の光を
入射するために少なくとも２つの波長の光を合波する合
波用光カプラと、前記センサープローブの出力端に接続
され、該センサープローブを透過した少なくとも２つの
波長の光を分波する分波用光カプラと、前記分波用光カ
プラの出力端から出射された少なくとも２つの波長の光
量を検知する受光手段とを有し、前記センサープローブ
は、このセンサープローブが浸漬された液体の性状によ
り、入力端から入射された光の透過光量が異なるもので
ある液体性状判定センサ。 - 【請求項２】 前記合波用光カプラは、２×２構造の光
カプラであり、該合波用光カプラの二つの入力端にはそ
れぞれ波長λ １ 、λ ２ が入射され、一方の出力端から波
長λ １ 、λ ２ が出射され、そして前記センサープロー部
の入力端に入射され、又、前記分波用光カプラは、２×
２構造の光カプラであり、該分波用光カプラの一方の入
力端には前記センサープローブを透過した波長λ １ 、λ
２ の光がが入射され、そして前記分波用光カプラにて分
岐されてこの分波用光カプラ二つの出力端から出射され
た波長λ １ 、λ ２ の光は、その光量が前記受光手段にて
それぞれ検知される請求項１の液体性状判定センサ。 - 【請求項３】 請求項１の液体性状判定センサの少なく
ともセンサープローブを被検液に浸漬し、そして、前記
合波用光カプラの入力端に、少なくとも２つの波長の光
を入射して前記分波用光カプラの出力端にてそれぞれの
波長における透過光量を求め、得られたそれぞれの波長
における透過光量と、予め求められている未使用時の液
体の場合の透過光量との比を用いて液体の性状を判定す
る液体性状判定方法。 - 【請求項４】 前記合波用光カプラ及び分波用光カプラ
は、２×２構造の光カプラである請求項３の液体性状判
定方法。 - 【請求項５】 請求項１の液体性状判定センサの少なく
ともセンサープローブを被検液に浸漬し、そして、前記
合波用光カプラの入力端に、所定の波長の光を入射して
前記分波用光カプラの出力端にて透過光量を求め、この
得られた透過光量の、使用時間に対する変化の傾向を予
めデータとして記録し、実際の測定値がこのデータから
所定の値以上離れた値となった場合に、異常と判断する
ことを特徴とする請求項３又は４の液体性状判定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4227757A JP2591701B2 (ja) | 1992-08-05 | 1992-08-05 | 液体性状判定センサ及び液体性状判定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4227757A JP2591701B2 (ja) | 1992-08-05 | 1992-08-05 | 液体性状判定センサ及び液体性状判定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0658878A JPH0658878A (ja) | 1994-03-04 |
| JP2591701B2 true JP2591701B2 (ja) | 1997-03-19 |
Family
ID=16865902
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4227757A Expired - Lifetime JP2591701B2 (ja) | 1992-08-05 | 1992-08-05 | 液体性状判定センサ及び液体性状判定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2591701B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7012687B2 (en) * | 2004-05-04 | 2006-03-14 | Lucent Technologies Inc. | Spectral analysis with evanescent field excitation |
| JP4536114B2 (ja) | 2005-05-26 | 2010-09-01 | 三菱電機株式会社 | 光ファイバセンサ |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5147355B2 (ja) * | 1972-02-05 | 1976-12-14 | ||
| JPS61253446A (ja) * | 1985-05-02 | 1986-11-11 | Yoshio Yomoda | 揚油等の液純度検知方法およびその検知装置 |
| JPS62184332A (ja) * | 1986-02-08 | 1987-08-12 | Agency Of Ind Science & Technol | テ−パ導波路型液体検知器 |
| JPH0293745U (ja) * | 1989-01-13 | 1990-07-25 | ||
| JPH0331746A (ja) * | 1989-06-29 | 1991-02-12 | Komatsu Ltd | 潤滑油の残存寿命推定方法 |
| JPH07104337B2 (ja) * | 1990-04-06 | 1995-11-13 | 株式会社コスモ総合研究所 | アルカリ濃度又は溶剤不溶解分定量方法および装置 |
| JPH0415543A (ja) * | 1990-05-10 | 1992-01-20 | Japan Steel Works Ltd:The | オゾン濃度測定方法及び装置 |
| JPH04134250A (ja) * | 1990-09-26 | 1992-05-08 | Nikko Kyodo Co Ltd | ワックス中の油分の混合比測定方法及び装置 |
| JPH04160350A (ja) * | 1990-10-24 | 1992-06-03 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 光ファイバ形液体検知器 |
| JP3035458U (ja) * | 1996-09-04 | 1997-03-18 | 有限会社協和印刷工業 | カレンダー保持具 |
-
1992
- 1992-08-05 JP JP4227757A patent/JP2591701B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0658878A (ja) | 1994-03-04 |
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