JP2902198B2 - 潤滑油劣化度測定装置 - Google Patents

潤滑油劣化度測定装置

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JP2902198B2
JP2902198B2 JP1996592A JP1996592A JP2902198B2 JP 2902198 B2 JP2902198 B2 JP 2902198B2 JP 1996592 A JP1996592 A JP 1996592A JP 1996592 A JP1996592 A JP 1996592A JP 2902198 B2 JP2902198 B2 JP 2902198B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、潤滑油劣化度測定装置
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、近赤外線の領域のレーザ光を発生
するレーザダイオードと、同レーザ光の波長をコントロ
ールする温度コントローラと、同レーザ光を供試潤滑油
に照射する照射手段と、上記供試潤滑油からの反射光ま
たは透過光を受光して電流に変換する受光素子と、同受
光素子から出力される信号に基づいて油の濃度を演算す
る濃度演算部とを具えた潤滑油劣化度測定装置は、公知
である(必要ならば特願平2ー192453号明細書を
参照されたい)。
【0003】上記潤滑油劣化度測定装置では、レーザダ
イオードからの近赤外線領域のレーザ光を供試潤滑油に
照射して、同供試潤滑油を透過する透過光を受光素子で
受けて、電流に変換し、プリアンプ等により増幅して、
濃度演算処理部へ送り、ここで潤滑油の濃度を算出す
る。上記レーザ光の波長は、温度コントローラによりコ
ントロールする。
【0004】上記潤滑油劣化度測定装置を図5、図6に
より具体的に説明すると、図5の1がディーゼルエンジ
ン、2が潤滑油ポンプ、3が潤滑油ライン、4が潤滑油
冷却器、5が冷却器出口ライン、6が温調弁、7が潤滑
油主こし器、8、10が主こし器出口ライン、9が油性
状オンライン分析計、11が逆洗油こし器、12が潤滑
油サンプタンク、13が清浄機供給ライン、14が潤滑
油清浄機、15が清浄機戻りライン、16がサンプタン
ク供給ラインである。
【0005】潤滑油ポンプ2から圧送した潤滑油を潤滑
油ライン3→潤滑油冷却器4へ送り、ここで冷却した潤
滑油を冷却器出口ライン5→温調弁6へ送り、ここで
は、潤滑油の温度を約60°Cに調節するために、潤滑
油ライン3からの潤滑油と混合する。この温調弁6で約
60°Cに温度調節した潤滑油を潤滑油主こし器7へ送
り、同潤滑油主こし器7で濾過して異物を除去した潤滑
油を主こし器出口ライン8→油性状オンライン分析計9
へ送りここで劣化度を測定し、次いでエンジン1の供給
ラインへ戻して、エンジン1へ供給する。
【0006】また潤滑油主こし器7内の逆洗油を→主こ
し器出口ライン10→逆洗油こし器11→潤滑油サンプ
タンク12へ戻す。また同潤滑油サンプタンク12内の
逆洗油(潤滑油)を清浄機供給ライン13→潤滑油清浄
機14へ送り、ここで遠心分離を利用して、潤滑油に混
入している異物を除去して、清浄化し、次いでこの清浄
化した潤滑油を清浄機戻りライン15→潤滑油サンプタ
ンク12へ戻す。
【0007】またエンジン1を潤滑した排油をサンプタ
ンク供給ライン16→潤滑油サンプタンク12へ戻す。
次に上記油性状オンライン分析計9の詳細を図6により
具体的に説明すると、20がレーザダイオード、21が
冷却マウント、22が温度コントローラ、23がレーザ
ダイオード電源、24がコリメータレンズ、25がレー
ザ、26が潤滑油、27が透過光、28が集光レンズ、
29が受光素子、30が冷却素子、31が内部温度コン
トローラ、32が微弱電流、33がプリアンプ、34が
濃度演算処理部である。
【0008】上記図6に示す油性状オンライン分析計9
では、レーザダイオード20を冷却マウント21に設置
しており、温度コントローラ22により、設定された温
度(制御温度しては、±0.01°C)及びレーザダイ
オード電源23からの一定電流により、波長を制御す
る。レーザダイオード20を出たレーザ25をコリメー
タレンズ24により平行な光にして、潤滑油26へ照射
する。
【0009】また潤滑油26を透過した透過光27を集
光レンズ28により集光した後、受光素子29へ当て
る。この受光素子29は、感度を向上させるために、冷
却素子30と内部温度コントローラ31とにより、冷却
されている。同受光素子29では、光を微弱電流32に
変えて、プリアンプ33へ送る。そして同プリアンプ3
3では、微弱電流32を増幅して、濃度演算処理部34
へ送って、ここで潤滑油の劣化度を算出する。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】前記図5、図6に示す
従来の潤滑油劣化度測定装置には、次の問題があった。
即ち、潤滑油の劣化を進める熱酸化分解物であるカルボ
ニル基或いはケトン基が赤外線で表される波長は、基準
振動が5780nm、2倍音2100nm、3倍音16
80nm、4倍音1500nm、5倍音940nm、6
倍音848nm、7倍音760nmであり、現在市販さ
れているレーザダイオード(レーザ出力用半導体)のう
ち、図7に示すように、GaAs/GaAlAsは、7
40nm〜905nm、まはInGaAsPは、118
0nm〜1230nm、1280nm〜1330nm、
及び1520nm〜1580nmの波長範囲である。
【0011】従って現在市販されているレーザダイオー
ドでは、熱酸化分解物であるカルボニル基或いはケトン
基の6倍音或いは7倍音しか計測できず、その結果、感
度(S/N比)が悪くて、潤滑油の劣化度を精度よく判
定できないという問題があった。本発明は前記の問題点
に鑑み提案するものであり、その目的とする処は、感度
(S/N比)が良くて、潤滑油の劣化度を精度よく、迅
速に判定できる。またエンジン構成部材の摩耗を抑制で
きる潤滑油劣化度測定装置を提供しようとする点にあ
る。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の潤滑油劣化度測定装置は、回折格子或い
はフイルターにより2.1μmから2.2μmの波長の
光を分光する分光部と、同分光部から照射される光を供
試潤滑油に当てるフローセル部と、上記供試潤滑油を透
過する透過光を受光して電流に変換する受光素子と、同
受光素子から出力される信号に基づいて油の劣化度を演
算する劣化度演算処理部とを具えている。
【0013】
【作用】本発明の潤滑油劣化度測定装置は前記のように
構成されており、次の作用が行われる。即ち、ランプか
らの赤外線領域のうち、2100nm〜2200nm
光を回折格子或いはフイルターにより分光し、この光を
フローセル部を流れる潤滑油に照射し、その透過光を受
光素子により電流に変換し、プリアンプ等により増幅し
て、劣化度を演算する劣化度演算処理部へ入れて、劣化
度を測定する。一般に潤滑油の劣化度は、徐々に進行す
るので、潤滑油の劣化がある程度進行すると、例えば粘
度が通常の1.2倍程度まで上昇すると、その時点で警
報を発して、新油を供給するようにすればよい。本発明
では、潤滑油の劣化度をオンラインで測定可能であり、
潤滑不良によるエンジンの故障が未然に防止される。
【0014】
【実施例】次に本発明の潤滑油劣化度測定装置を図1に
示す一実施例により説明すると、1がランプ、42がチ
ヨツパー、43が分光器、44がフローセル部、45が
潤滑油、46が劣化油、47がサーモクーラー、48が
サーモコントローラ電源、49が熱電対コントローラ、
50が潤滑油ボトル、51が劣化油ボトル、52が潤滑
油ポンプ、53が劣化油ポンプ、54がクーラー電源、
55が熱電対コントローラ、56がヒーター電源、57
が熱電対コントローラ、58がクーラー、59がヒータ
ー、60が水槽、61が受光素子、62がアンプ、63
が移動用モータ、64、65がモータドライバ、69が
演算処理部(コンピユータ)で、同演算処理部69は、
主制御部66と、演算部67と、記憶部68とを有して
いる。また71がCRTで、同CRT71は、70が表
示部を有している。
【0015】次に前記図1に示す潤滑油劣化度測定装置
の作用を具体的に説明する。ランプ41から出た赤外線
を、モータにより回転しているチヨツパー42へ入れ、
光をチヨツプして、分光器43へ入れる。この分光器4
3では、2100nmの赤外線から2200nmの熱酸
化分割物の2倍音を表す波長の光のみを分けて、フロー
セル部44へ入れる。即ち、エンジン1からの潤滑油
(エンジン油)を主こし器出口ライン(図5の8参照)
→潤滑油ボトル50→潤滑油ポンプ52→サーモクーラ
ー(20°Cに温度調整するサーモクーラー)47→フ
ローセル部44へ入れる。
【0016】また劣化して交換を必要としている劣化油
46を劣化油ボトル51→劣化油ポンプ53→サーモク
ーラー(20°Cに温度調整するサーモクーラー)47
→フローセル部44へ入れる。このフロークーラー47
は、サーモコントローラ電源48及び熱電対コントロー
ラに温度制御されている。またフローセル部44を出た
劣化油46を劣化油ボトル51へ戻す。一方、フローセ
ル部44を出た潤滑油45をエンジン1へ供給する。
【0017】上記潤滑油ボトル50及び上記劣化油ボト
ル51は、水槽60中にあり、同水槽60は、ヒーター
59及びクーラー58により温度調整され、クーラー5
8は、クーラー電源54及び熱電対コントローラ55に
より温度制御されている。またヒーター59は、ヒータ
ー電源56及び熱電対コントローラ57により温度制御
されている。
【0018】なお劣化油46は、潤滑油(エンジン油)
45と比較するために用いる。潤滑油45が劣化油46
と同じ性状になったときには、潤滑油45を交換するこ
とになる。上記フローセル部44では、潤滑油45及び
劣化油46を透過した光を受光素子61に当てて、電流
に変換し、次いでアンプ62により増幅して、コンピユ
ータ69内の演算部67へ送る。上記フローセル部44
では、光を潤滑油45と劣化油46とに交互に当てるた
めに、移動用モータ63により回転している。この移動
用モータ63は、コンピユータ69内の主制御部66→
モータドライバ64を経て送られてくる制御信号により
制御されている。
【0019】分光器43でも、コンピユータ69内の記
憶部68→演算部67→主制御部66を経て送られてく
る指令により、分光器43内の回折格子を回転させて、
劣化度を判定する波長のみを分光している。上記図1に
示す潤滑油劣化度測定装置により、実機エンジン油につ
いて、油の劣化度を表す塩基化〔mgKOH/g〕、動
粘度〔Cst〕を分析する。その値と2150nmにお
ける吸光度との関係を図2、図3、図4に示す。これら
図2、図3、図4に示すようにそれぞれの精度は、2m
gKOH/g、0.1mgKOH/g、5Cstで非常
に精度よく計算できることが判明した。
【0020】またコンピユータ69の演算部67におい
て、劣化度を表す塩基価、全酸価、及び粘度を総合的に
判断するために、次式式により劣化度を判定する。 総合的劣化度T=K1 塩基価劣化度A+K2 全酸価劣化
度B+K3 動粘度劣化度C・・・・・・・・・ 上記演算部67での上記式による総合的劣化度Tは、
記憶部68に記憶され、その一部がCRT71内になる
表示部70に表示される。
【0021】
【発明の効果】本発明の潤滑油劣化度測定装置は前記の
ように構成されており、次の効果を達成できる。即ち、
基準振動、2倍音、3倍音と倍数が大きくなると、感度
(S/N比)が悪くなる。一方、潤滑油の劣化度をオン
ラインで測定するには、フローセルに油を流す必要があ
り、そのフローセルの幅(光路長)は、実用的には10
μm以上でないと、汚れた油は、流れない。また基準
振動では、油の吸光度が大き過ぎて、光が受光素子に当
たらず、100μm以上の油膜にして、光を受光素子に
当てる必要がある。そこで油が流れる厚さ(例えば50
μm)で且つ最も熱酸化物の感度がよい倍音として、
2倍音にすると、2100nmから2200nm(油の
成分によりその中心波長は、変化するため、例えは21
50nm、2156nm等)の光がオンライン劣化度測
定装置としては、高S/N比が受光素子で得られる。こ
の点、従来の半導体を使用した潤滑油劣化度測定装置で
は、熱酸化分解物であるカルボニル基或いはケトン基の
6倍音或いは7倍音しか計測できず、その結果、感度
(S/N比)が悪くて、潤滑油の劣化度を精度よく判定
できなかったが、本発明では、感度(S/N比)のよい
2倍音を計測できるので、感度(S/N比)が高くて、
潤滑油の劣化度を精度よく迅速に判定できる。また本発
明では、エンジン構成部材(シリンダ、ピストン等)が
潤滑油の劣化のために摩耗する前に、予測診断できるの
で、エンジン構成部材の摩耗を抑制できる。
【0022】また本発明では、エンジン構成部材(シリ
ンダ、ピストン等)が潤滑油の劣化のために摩耗する前
に、予測診断できるので、エンジン構成部材の摩耗を抑
制できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の潤滑油劣化度測定装置の一実施例を示
す系統図である。
【図2】本発明の潤滑油劣化度測定装置の分析計の塩基
性と吸光度との関係を示す説明図である。
【図3】本発明の潤滑油劣化度測定装置の分析計の全酸
価と吸光度との関係を示す説明図である。
【図4】本発明の潤滑油劣化度測定装置の分析計の動粘
度と吸光度との関係を示す説明図である。
【図5】従来の潤滑油劣化度測定装置を示す系統図であ
る。
【図6】従来の潤滑油劣化度測定装置の分析計の詳細を
示す系統図である。
【図7】レーザーダイオードの波長及び出力を示す説明
図である。
【符号の説明】
43 分光部 44 フローセル部 61 受光素子 69 劣化度演算処理部

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 回折格子或いはフイルターにより2.1
    μmから2.2μmの波長の光を分光する分光部と、同
    分光部から照射される光を供試潤滑油に当てるフローセ
    ル部と、上記供試潤滑油を透過する透過光を受光して電
    流に変換する受光素子と、同受光素子から出力される信
    号に基づいて油の劣化度を演算する劣化度演算処理部と
    を具えていることを特徴とした潤滑油劣化度測定装置。
JP1996592A 1992-02-05 1992-02-05 潤滑油劣化度測定装置 Expired - Lifetime JP2902198B2 (ja)

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