JP2952317B2 - 水溶性作動油の性状検査装置 - Google Patents

水溶性作動油の性状検査装置

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【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、油圧機器に使用される水溶性作動油(水−
グリコール作動油等)の水分減少、酸化劣化、添加剤減
少及び異物混入等による性状変化を、作業現場で簡便に
検査できる水溶性作動油の性状検査装置に関するもので
ある。
「従来の技術」 近年、製鉄・製鋼所等の高温環境の下で使用される油
圧機器には、火災事故等を防止する目的で、鉱油の代わ
りに難燃性の水溶性油が大量に用いられている。例え
ば、エチレン・グリコール作動油は、グリコール40%,
水分40%,添加剤20%の割合で調合されている。これら
の水溶性作動油を用いる油圧機器等を円滑に作動させる
ためには、その性状を常に把握して油剤管理を的確に行
うことが必要である。水溶性作動油は、水分が蒸発した
り、酸化劣化等の化学的変化を生じたりする経年変化を
生じ、さらにゴミ等の異物が混入したしてりするので、
油剤管理が不十分であると油圧シリンダの作動不良、フ
ィルタの目詰まり、油圧ポンプのピストンロッドの焼付
き等のトラブルが生じる。
上記したように、水溶性作動油の油剤管理は極めて重
要であるため、既に本件の発明者は特開昭63−96546号
公報に示されるように、電極間に介在させた水溶性作動
油に高周波電圧を印加して、その電気的インピーダンス
を測定し、当該インピーダンスの変化から水溶性作動油
の性状変化を判定する水溶性作動油の性状検査装置を提
案している。
また、従来油剤管理を行う装置としては、光源と受光
装置との間に油を入れた透明管を配置し、これに光を透
過させた時の透過光の強弱から油の汚染状態を測定する
とともに、浄油機を自動的に駆動、停止させて油を必要
な清浄度に維持するようにした油の清浄度検査装置があ
る。
「発明が解決しようとする課題」 しかしながら、上記特開昭63−96546号の水溶性作動
油の性状検査装置は、水溶性作動油の電気的インピーダ
ンス変化をもたらす化学的変化、即ち作動油の導電性変
化を誘引する水分の減少、酸化劣化等は顕著に検出でき
るが、ゴミ等は検出できないという問題点がある。
また、上記油の清浄度検査装置では、透過光の強弱か
ら油の汚染状態を測定するとともに、浄油機を自動的に
駆動、停止させて油を必要な清浄度に維持するようにし
たに過ぎず、油の汚染度の指標であるNAS等級を判定す
ることはできない。このため、きめ細かい油剤管理を的
確に行うことができないという問題点がある。
本発明は上記問題点を解決するためになされたもの
で、水溶性作動油のゴミや別の油性分等の混入によ汚染
度と酸化劣化等の化学的変化を同時に計測し、より的確
な性状判定が可能でしかも現場で簡便に使用することが
でき水溶性作動油の性状検査装置を提供することを目的
とするものである。
「課題を解決するための手段」 上記目的を達成するための具体的手段として、水溶性
作動油の検査容器内に配設した一対の電極と、該電極の
一方に接続する高周波電源と、他方の電極に直列に接続
するコンデンサ負荷と、該コンデンサ負荷に接続され、
前記電極間に介在する水溶性作動油のインピーダンスに
応じて変化する高周波電源電圧の振幅を検出する電圧検
出回路と、該電圧検出回路から出力される電圧値を予め
設定した電圧基準値と比較して、水溶性作動油の化学的
変化を判定する電圧判定回路とからならる電気化学的性
状検査部と、定電圧電源に接続した発光器と受光器とを
水溶性作動油の検査容器を挟んで配置し、発光器から発
光する光を検査容器を横切らせて透過させ受光器が受光
する光量から光透過率(以下単に透過率という)を検出
する光検出回路と、該光検出回路から出力される透過率
信号を予め設定した透過率判定基準値と比較して、水溶
性作動油の汚染状態を判定する透過率判定回路とからな
る光学的性状検査部とから構成され、前記電気化学的性
状検査部の電圧判定回路からの判定信号と、前記光学的
性状検査部の透過率判定回路からの判定信号とに基づい
て前記水溶性作動油の複数項目の性状変化を総合的に判
定する複合判定回路を設けたことを特徴とする水溶性作
動油の性状検査装置が提供される。なお、ここでいう複
数項目とは、水分、アルカリ価、PH、粘度やNAS規格な
どの性状変化を伴う分析項目をいう。
さらに、上記水溶性作動油の性状検査装置において、
水溶性作動油の化学的変化を要因別に判定するため複数
の電圧基準値を前記電圧判定回路に設定し、水溶性作動
油の汚染状態を段階的に判定するため複数の透過率判定
基準値を前記透過率判定回路に設定し、前記複合判定回
路を電圧判定回路の判定信号と前記透過率判定回路の判
定信号とを論理的に組み合わせて水溶性作動油の性状劣
化を要因別かつ段階的に判定する論理的複合判定回路と
したことを特徴とする水溶性作動油の性状検査装置が提
供される。即ち、微小量のゴミの混入或いは微弱な化学
的変化のように、単一情報だけでは判断しにくい微小な
劣化状態を、電気化学的製状検査部と光学的性状検査部
の情報を複合することにより正確に判定できるという、
従来の単機能センサでは得られない特有な効果が得られ
る。
「作用」 上記水溶性作動油の性状検査装置の作用は以下の通り
である。
電気化学的性状検査部では、電圧判定回路は、電圧検
出回路が検出する電圧値と予め設定した電圧基準値と比
較して水溶性作動油の化学的変化を判定する判定信号を
出力する。一方、光学的性状検査部では、光検出回路が
受光器が受光する光量から透過率を検出して透過率信号
を出力し、透過率判定回路が予め設定しな透過率判定基
準値と比較して水溶性作動油の汚染状態を判定する判定
信号を出力する。そして、複合判定回路では、前記両判
定信号に基づいて水溶性作動油の複数項目の性状変化を
総合的に判定する。
また、前記電圧設定回路に複数の電圧基準値を設定す
ることにより、水溶性作動油の化学的変化を要因別に判
定する判定信号を出力し、前記透過率判定回路に複数の
透過率判定基準値を設定することにより、水溶性作動油
の汚染状態を段階的に判定する判定信号を出力する。そ
して、論理的複合判定回路により前記各判定信号を論理
的に組み合わせて解析し水溶性作動油の性状劣化を要因
別かつ段階的に判定する。
「実施例」 本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。
(第1実施例) 第1図は本発明の第1実施例に係る水溶性作動油の性
状検査装置のブロック図である。図において1は検査す
る水溶性作動油を採取するガラスセル、2は前記ガラス
セル1内に配設した一対の電極、3は該電極2の一方に
接続された高周波電源、4は前記電極2の他方と直列に
接続されたコンデンサ負荷、5は該コンデンサ負荷4に
接続された電圧検出回路、6は電圧検出回路5の検出す
る電圧値を予め設定された電圧基準値と比較して判定信
号を出力する電圧判定回路である。上記により電気化学
的性状検査部Aが構成される。
11は発光器、12は受光器であって、前記ガラスセル1
を挟んで対向状に配置する。発光器11とガラスセル1と
の間にはレンズ13を設ける。14は発光器11に接続した定
電圧電源であり、発光器11の発光出力を一定にする。受
光器12には光検出回路15が接続され、受光器12が受光す
る光の量から水溶性作動油の透過率を検出する。透過率
判定回路16は、光検出回路15の透過率信号を予め設定さ
れた透過率判定基準値と比較して判定信号を出力する。
上記により光学的性状検査部Bが構成される。
前記電気化学的性状検査部Aの電圧判定回路6及び光
学的性状検査部Bの透過率判定回路16は、複合判定回路
17に接続され水溶性作動油の複数項目の性状変化が総合
的に判定される。そして、その結果は表示回路18により
表示される。
上記構成になる第1実施例装置の作動について以下に
説明する。
まず、電気化学的性状検査部Aでは、ガラスセル1内
に配置した一対の電極2に高周波電源3から高周波電圧
を印加する。ガラスセル1に採取した水溶性作動油が、
酸化劣化や添加剤減少及び水分減少等によって化学的変
化を生じていると、その電気的インピーダンスが変化す
るので、この変化をコンデンサ負荷4の両端に現れる高
周波電圧の振幅の変化として電圧検出回路5により検出
する。そして、その電圧値を電圧判定回路6で、電圧基
準値として設定される新油での基準値と比較して、水溶
性作動油の化学的変化の度合いを判定する。
また、光学的性状検査部Bでは定電圧電源14に接続さ
れた発光器11から一定の出力の光が発光され、レンズ13
により平行光線に変換された光をガラスセル1を挟んで
対設した受光器12で受光する。この光はガラスセル1内
に採取した水溶性作動油を透過するが、水溶性作動油が
ゴミや他の油性分により汚染されていると、透過する光
が散乱し受光器12へ到達する光量が減少する。光検出回
路15は、受光器12が受光する光量から水溶性作動油の透
過率を検出し、光透過信号を透過率判定回路16へ出力す
る。透過率判定回路16では、透過率判定基準値として設
定される新油での基準値と比較して水溶性作動油の汚染
状態を判定する。そして、前記電圧判定回路6からの判
定信号と透過率判定回路16からの判定信号とが複合判定
回路17へ入力される、各判定結果を組み合わせることに
より水溶性作動油について、電圧値及び透過率信号が共
に電圧基準値、透過率判定基準値を越える場合、電圧値
が電圧基準値を下回る場合、透過率信号が透過率基準値
を下回る場合、共に前記基準値を下回る場合の4項目の
性状変化を判定することが可能となる。そして、その判
定結果を表示回18により表示する。
尚、ガラスセル1に水溶性作動油の新油を採取した場
合の受光器12の受光する光量によって光検出回路15が検
出する透過率を100%と設定する。
(第2実施例) 本発明の第2実施例を第2図のブロック図に基づいて
説明する。
第2実施例は、前記第1実施例の電気化学的性状検査
部Aの電圧判定回路6、光学的性状検査部Bの透過率判
定回路16の構成及び複合判定回路17の構成と表示回路18
の構成を変更したもので、その他の構成は第1実施例と
同様であるので、その部分の説明は省略する。
電圧判定回路36は2個のコンパレータ36a,36bから構
成されている。コンパレータ36aは、電圧検出回路5か
ら出力される電圧値が第1電圧基準値V1より高いことを
判定し、コンパレータ36bは第2電圧基準値V2より低い
ことを判定する。
透過率判定回路46は3個のコンパレータ46a,46b,46c
とから構成されている。コンパレータ46aは光検出回路1
5から出力される透過率信号が新油の透過率100%を基準
として5%以下であることを判定し、コンパレータ46b
は70%以下であることを判定し、コンパレータ46cは70
から80%内であることを判定する。
さらに、論理的複合判定回路51は4個のOR回路52a〜5
2dと、AND回路53及びNOR回路54とから構成されている。
前記コンパレータ36a,36bの判定出力はOR回路52aに入力
される。前記コンパレータ46aの判定出力はOR回路52b
に、コンパレータ46bの判定出力はAND回路53とOR回路52
cとに、コンパレータ46cの判定出力はOR回路52dにそれ
ぞれ出力される。そして、前記OR回路52aの出力はAND回
路53とOR回路52cに入力される。AND回路53の出力はOR回
路52bに、前記OR回路52cの出力はOR回路52dにそれぞれ
入力され、そのOR回路52bとOR回路52dの出力はNOR回路5
4と表示回路67とに入力される。NOR回路54の出力は表示
回路55に入力される。表示回路55では、前記OR回路52b
の出力によりNG表示を行い、OR回路52dの出力によりCHK
表示を行い、さらにNOR回路54の出力によりOK表示を行
う。
上記構成の第2実施例装置の作動について以下に説明
する。
電圧判定回路36により、電圧値が第1電圧基準備V1
上と判定された場合は、酸化劣化や劣化生成物の増加に
より水溶性作動油の電気的インピーダンスが低下した判
断でき、第2電圧基準値V2以下と判定された場合は水分
減少により水溶性作動油の電気的インピーダンスが増加
したと判断できる。そして、このような判断が可能なコ
ンパレータ36a,36bの出力と、透過率判定回路46を構成
するコンパレータ46a,46b,46cの各出力とを論理的複合
判定回路51に入力して、論理的組み合わせを行うことに
より、以下のような判断を行うことができる。この場
合、透過率の判定を優先させ、 透過率5%以下の場合は単独で ・・・・・NG 透過率70%以下でかつ前記電圧値が 第1電圧基準値V1以上又は 第2電圧基準値V2の場合 ・・・・・・・NG 透過率70%以下又は 第1電圧基準値V1以上又は 第2電圧基準値V2以下の場合 ・・・・CHK 透過率70〜80%の場合 ・・・・・・CHK と判断する。上記〜以外はOKと判断する。
尚、上記NGは、水溶性作動油の化学的分析による定量
検査が必要であることを示し、特に透過率5%以下での
NGは鉱油成分が増加したことを示すものであり、早期交
換が必要とされる。また、CHKは水溶性作動油の性状が
劣化過程にあることを示し、点検周期を早める等の注意
が必要とされる。
第3図は上記第2実施例装置を用いて、水溶性作動油
の性状検査を行った場合の測定値、複合判定結果及び同
一サンプルに対する油剤メーカの分析値とその分析値に
基づく判定結果をまとめたものである。サンプルは6種
類とし、第1電圧基準値V1は2.9V、第2電圧基準値V2
2.5Vとする、この結果を考察すれば、 (1)サンプル1,2の場合 サンプル1は透過率5%以下でNG、サンプル2は透過
率70%以下でかつ電圧2.9V以上でNGとなり、更油が必要
と判定される。
(2)サンプル3,4の場合 サンプル3は透過率70%以下でCHK、サンプル4は電
圧2.9V以上でCHKとなり、点検周期を早める等の注意が
必要と判定される。
(3)サンプル5の場合 透過率が70〜80%の間にあり前記(2)の場合と同様
点検周期を早める等の注意が必要と判定される。
(4)サンプル6の場合 透過率、電圧とも判定基準値内にあり、継続使用可能
と判定される。
そして、上記(3)を除いていずれも油剤メーカにお
ける化学的な分析値に基づく定量判定結果と一致する。
このため、本実施例装置による水溶性作動油の性状検査
結果の信頼性は高く、現場における使用により、簡便か
つ短時間に検査を行うことができる。
尚、透過率及び電圧値の判定は、前記実施例の論理的
複合判定回路に示した各論理回路の組み合わせに限定さ
れるものではなく、これ以外の各種の組み合わせが可能
である。
「発明の効果」 本発明は上記構成を有し、電気化学的性状検査部での
水溶性作動油の化学的変化を判定する判定信号と、光学
的性状検査部での水溶性作動油の汚染状態を判定する判
定信号とに基づいて、複合判定回路で水溶性作動油の複
数項目の性状変化を総合的に判定することができる。
また、電圧設定回路に複数の電圧基準値を設定し、透
過率判定回路に複数の透過率判定基準値を設定するとと
もに、論理的複合判定回路により電気化学的性状検査部
からの判定信号と、光学的性状検査部からの判定信号と
を論理的に組み合わせて解析し水溶性作動油の性状劣化
を要因別かつ段階的な判定を短時間かつ管便に行うこと
ができる。から、現場での使用が特に有利となる等の選
れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
添付図面第1図は本発明の第1実施例を示すブロック
図。第2図は第2実施例の要部を示すブロック図、第3
図は検査結果を示すデータ図である。 1……ガラスセル、2……電極、3……高周波電源、4
……コンデンサ負荷、5……電圧検出回路、6,36……電
圧判定回路、11……発光器、12……受光器、14……定電
圧電源、15……光検出回路、16,46……透過率判定回
路、17……複合判定回路、51……論理的複合判定回路、
A……電気化学的性状検査部、B……光学的性状検査
部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き 審査官 鈴木 俊光 (56)参考文献 特開 昭63−96546(JP,A) 特開 昭61−95245(JP,A) 実開 昭62−102810(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01N 27/00 - 27/24 G01N 21/00 - 21/61 G01N 33/28 - 33/30

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】水溶性作動油の検査容器内に配設した一対
    の電極と、該電極の一方に接続する高周波電源と、他方
    の電極に直列に接続するコンデンサ負荷と、該コンデン
    サ負荷に接続され、前記電極間に介在する水溶性作動油
    のインピーダンスに応じて変化する高周波電源電圧の振
    幅を検出する電圧検出回路と、該電圧検出回路から出力
    される電圧値を予め設定した電圧基準値と比較して、水
    溶性作動油の化学的変化を判定する電圧判定回路とから
    なる電気化学的性状検査部と、 定電圧電源に接続した発光器とと受光とを水溶性作動油
    の検査容器を挟んで配置し、発光器から発光する光を検
    査容器を横切らせて透過させて受光器が受光する光量か
    ら光透過率を検出する光検出回路と、該光検出回路から
    出力される光透過率信号を予め設定した光透過率判定基
    準値と比較して、水溶性作動油の汚染状態を判定する光
    透過率判定回路とからなる光学的性状検査部とから構成
    され、 前記電気化学的性状検査部の電圧判定回路からの判定信
    号と、前記光学的性状検査部の光透過率判定回路からの
    判定信号とに基づいて前記水溶性作動油の複数項目の性
    状変化を総合的に判定する複合判定回路を設けたことを
    特徴とする水溶性作動油の性状検査装置。
  2. 【請求項2】水溶性作動油の化学的変化を要因別に判定
    するための複数の電圧基準値を前記電圧判定回路に設定
    し、水溶性作動油の汚染状態を段階的に判定するため複
    数の光透過率判定基準値を前記光透過率判定回路に設定
    し、前記複合判定回路を電圧判定回路の判定信号と前記
    光透過率判定回路の判定信号を論理的に組み合わせて水
    溶性作動油の性状劣化を要因別かつ段階的に判定する論
    理的複合判定回路としたことを特徴とする請求項1記載
    の水溶性作動油の性状検査装置。
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