JP3377348B2 - 磁性粉濃度測定方法及びその装置 - Google Patents
磁性粉濃度測定方法及びその装置Info
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Description
の磨耗損傷などの劣化を、潤滑油やグリース等の潤滑剤
に混入した鉄粉などの磁性粉濃度を測定することにより
間接的に診断する磁性粉濃度測定方法及びその装置に関
する。
属粒子を含む潤滑剤を高温の炎(空気−アセチレンフレ
ーム等)に導くと、油中の金属粒子が自由原子状態に解
離して特定波長の光(例えば、鉄の場合には波長が2.
2483オングストローム)を吸収する原理を利用した
原子吸光分析法を用いたものや、図4に示すように、励
磁コイルL4の両側同軸上の一方に検出コイルL5を、
他方に補償コイルL6を設けて、前記検出コイルL5側
から前記励磁コイルL4に磁性粉の混入した試料S、即
ち、被検潤滑剤が封入された容器を挿入した際に誘起さ
れる前記検出コイルL5及び補償コイルL6の誘導電圧
の差を差動増幅器3により検出する差動検出コイル式電
磁誘導法を用いたもの等があった。
吸光分析法を用いるものでは、ホーローカソードランプ
のような特殊な光源や、高温フレームを発生させるため
のアセチレンガスバーナや、プリズム等を用いた波長選
択装置、さらには光電変換器等が必要となり、装置が大
掛かりで高価なものになるという問題点があった。一
方、差動検出コイル式電磁誘導法を用いるものでは、励
磁コイルの周囲温度の変化によりインピーダンスが変動
するために、同一濃度の被検潤滑剤であっても温度によ
り測定値が異なるという、所謂スパン変動による測定誤
差の問題点があり、特に回転機械から被検潤滑剤を採取
するときには、潤滑剤の温度が周囲温度より高いため
に、その潤滑剤の温度が周囲温度まで低下する長時間に
わたり測定値が安定しないという問題点があった。本発
明の目的は上述した従来欠点を解消し、より正確、且
つ、安価な磁性粉濃度測定方法及びその装置を提供する
点にある。
め、本発明による磁性粉濃度測定方法の特徴構成は、特
許請求の範囲の欄の請求項1に記載した通り、直列に接
続された一対の励磁コイルを、各励磁コイルによる磁界
が対向するように配置するとともに、前記一対の励磁コ
イルによる合成磁界が零となる位置に検出コイルを配置
して、一方の励磁コイルに磁性粉の混入した試料を挿入
したときに、前記検出コイルに誘起される誘導電圧に基
づいて前記試料に含まれる磁性粉の濃度を求める点にあ
る。ここで、特許請求の範囲の欄の請求項2に記載した
通り、上述の方法において、前記検出コイルに、軸芯方
向に位置調節自在に鉄芯を配置し、前記鉄芯の位置を調
節して前記検出コイルに誘起される誘導電圧の零点を調
節した後に、一方の励磁コイルに磁性粉の混入した試料
を挿入することが好ましい。本発明による磁性粉濃度測
定装置の特徴構成は、特許請求の範囲の欄の請求項3に
記載した通り、直列に接続された一対の励磁コイルを、
各励磁コイルによる磁界が対向するように配置するとと
もに、前記一対の励磁コイルによる合成磁界が零となる
位置に検出コイルを配置して、一方の励磁コイルに磁性
粉の混入した試料を挿脱自在に構成し、前記検出コイル
に誘起される誘導電圧を検出する計測手段を設けてある
点にある。上述の構成において、特許請求の範囲の欄の
請求項4に記載した通り、前記検出コイルに、軸芯方向
に位置調節自在な鉄芯を配置してあることが好ましい。
試料を挿入しない状態、又は、挿入された試料に磁性粉
が含まれない状態では、一対の励磁コイルによる各磁界
が互いに打ち消されて検出コイルには誘導電圧が生じな
いが、試料に磁性粉が含まれている状態では、試料が挿
入された励磁コイルのみコイル内部の透磁率が変化する
ので、一対の励磁コイルによる磁界のバランスが崩れ
て、検出コイルに誘導電圧が生じることになる。試料に
含まれる磁性粉濃度に応じてコイル内部の透磁率が変化
するので、検出コイルの誘導電圧を計測すれば試料に含
まれる磁性粉濃度が判明することになる。ここに、検出
コイルに、軸芯方向に位置調節自在な鉄芯、例えば、フ
ェライトコア等を配置すれば、励磁コイルに試料を挿入
しない状態、又は、挿入された試料に磁性粉が含まれな
い状態において、検出コイルの位置ずれ等の原因で検出
コイルに誘導電圧が生じる場合に、検出コイルの位置を
変更することなく、鉄芯の位置を調節することにより容
易に零点調節が行え、しかも、検出コイル内の磁気抵抗
を減少させて検出感度を向上させることができるのであ
る。さらに、高温の試料を挿入した側の励磁コイルで局
部的温度変動があり、内部抵抗の変化により励磁電流が
変化しても、一対の励磁コイルが直列に接続されている
ために、他方の励磁コイルの励磁電流も同様に変化して
磁気バランスに変動はなく、従って、零点の変動が生じ
ることはない。同様に、一方の励磁コイルで局部的温度
変動があっても、距離の離れた他方の励磁コイルへの影
響は少なく、合成インピーダンスの変動は、従来の差動
検出コイル式電磁誘導法に用いられる単一の励磁コイル
で局部的温度変動があった場合のインピーダンスの変動
に比べて低減できることになり、所謂スパン変動による
測定誤差が小さくなる。その結果、回転機械から周囲温
度より高い被検潤滑剤を採取した場合であっても、潤滑
剤の温度が安定するまで待たなくとも精度良く磁性粉濃
度を測定することができるのである。
化や被検潤滑剤の温度変化にかかわらず、小型で正確、
且つ、安価な磁性粉濃度測定方法及びその装置を提供す
ることができるようになった。
定方法及びその装置の実施の形態を説明する。磁性粉濃
度測定装置は、図1に示すように、筐体1の内部に、直
列に接続された一対の等価な励磁コイルL1,L2を、
各励磁コイルL1,L2による磁界が対向するように垂
直な共通軸芯P上に配置するとともに、その共通軸芯P
上で前記一対の励磁コイルL1,L2による合成磁界が
零となる位置、つまり、両コイルL1,L2の中央部で
前記共通軸芯Pと軸芯が重なるように検出コイルL3を
配置してあり、前記励磁コイルL1,L2に、約30k
Hz〜50kHzの励磁電流を供給する電源装置2を備
えてある。前記筐体1の上面には、磁性粉の混入した試
料Sが封入された硝子、樹脂等の非金属製試料容器を挿
入する挿入孔1aが形成されており、その挿入孔1aか
ら挿入された前記試料容器は、上端に形成されたフラン
ジ部が前記筐体1の上面で支持された状態で、前記挿入
孔1aの直下にある一方の励磁コイルL1の内部に挿入
されるように励磁コイルL1が配置されている。さら
に、前記検出コイルL3に誘起される誘導電圧を検出す
る計測手段Mとしての交流電圧計を設けてあり、前記試
料Sに含まれる磁性粉濃度に応じた前記励磁コイルL1
内部の透磁率の変化による磁気バランスの変動を、前記
検出コイルL3の誘導電圧の計測により求め、前記試料
Sに含まれる磁性粉濃度に換算する。前記検出コイルL
3には、周部に螺条が形成された鉄芯FCとしてのフェ
ライトコアを螺合してあり、前記励磁コイルL1に前記
試料Sを挿入しない状態、又は、挿入された前記試料S
に磁性粉が含まれない状態において、前記検出コイルL
3の位置ずれ等の原因で前記検出コイルL3に誘導電圧
が生じる場合に、前記検出コイルL3の位置を変更する
ことなく、前記鉄芯FCの前記軸芯P方向への位置調節
により容易に零点調節が行え、しかも、前記検出コイル
L3内の磁気抵抗を減少させて検出感度を向上させるよ
うに構成してある。
2.5ミリリットルのガラス容器に鉄粉濃度が0.01
%から5%のグリースを封入し、上述の磁性粉濃度測定
装置により各10回測定して平均値を求めると、図2に
示すように、磁性粉濃度と出力電圧とがほぼ直線の関係
を示すことが判明した。ここに、濃度5%の試料で出力
電圧が1Vとなるようにスパン調整してある。上述の磁
性粉濃度測定装置に高温の試料を挿入して測定した場合
のスパン変動について、従来の差動検出コイル式電磁誘
導法を用いた磁性粉濃度測定装置との比較実験を行った
結果を説明する。約25℃の室温下に設置された磁性粉
濃度測定装置で、恒温槽で約60℃に調温された0.5
%の試料を測定すると、図3に示すように、従来の差動
検出コイル式電磁誘導法を用いた磁性粉濃度測定装置で
は時間経過とともに出力が大幅に変動するのに対して、
本発明に係る磁性粉濃度測定装置では時間経過にかかわ
らず出力変化が極めて小さいことが判明した。
形態では、検出コイルL3に鉄芯FCを位置調節自在に
設置したものを説明したが、鉄芯FCが無くとも本発明
の効果は奏される。上述の実施形態では、直列に接続さ
れた一対の等価な励磁コイルL1,L2を、各励磁コイ
ルL1,L2による磁界が対向するように垂直な共通軸
芯P上に配置するとともに、その共通軸芯P上で前記一
対の励磁コイルL1,L2による合成磁界が零となる位
置、つまり、両コイルL1,L2の中央部で前記共通軸
芯Pと軸芯が重なるように検出コイルL3を配置したも
のを説明したが、励磁コイルL1,L2は必ずしも等価
なもの、つまり、巻数やインピーダンスが等しいもので
なくてもよく、その場合には、前記一対の励磁コイルL
1,L2による合成磁界が零となる位置に検出コイルL
3を配置すればよい。また、励磁コイルL1,L2を、
各励磁コイルL1,L2による磁界が対向するように配
置するものであれば、必ずしも共通軸芯P上に配置する
必要はなく、その場合でも、前記一対の励磁コイルL
1,L2による合成磁界が零となる位置に検出コイルL
3を配置すればよい。
を便利にするために符号を記すが、該記入により本発明
は添付図面の構成に限定されるものではない。
Claims (4)
- 【請求項1】 直列に接続された一対の励磁コイル(L
1),(L2)を、各励磁コイル(L1),(L2)に
よる磁界が対向するように配置するとともに、前記一対
の励磁コイル(L1),(L2)による合成磁界が零と
なる位置に検出コイル(L3)を配置して、一方の励磁
コイル(L1)に磁性粉の混入した試料を挿入したとき
に、前記検出コイル(L3)に誘起される誘導電圧に基
づいて前記試料に含まれる磁性粉の濃度を求める磁性粉
濃度測定方法。 - 【請求項2】 前記検出コイル(L3)に、軸芯方向に
位置調節自在に鉄芯(FC)を配置し、前記鉄芯(F
C)の位置を調節して前記検出コイル(L3)に誘起さ
れる誘導電圧の零点を調節した後に、一方の励磁コイル
(L1)に磁性粉の混入した試料を挿入する請求項1記
載の磁性粉濃度測定方法。 - 【請求項3】 直列に接続された一対の励磁コイル(L
1),(L2)を、各励磁コイル(L1),(L2)に
よる磁界が対向するように配置するとともに、前記一対
の励磁コイル(L1),(L2)による合成磁界が零と
なる位置に検出コイル(L3)を配置して、一方の励磁
コイル(L1)に磁性粉の混入した試料を挿脱自在に構
成し、前記検出コイル(L3)に誘起される誘導電圧を
検出する計測手段(M)を設けてある磁性粉濃度測定装
置。 - 【請求項4】 前記検出コイル(L3)に、軸芯方向に
位置調節自在な鉄芯(FC)を配置してある請求項3記
載の磁性粉濃度測定装置。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29248995A JP3377348B2 (ja) | 1995-11-10 | 1995-11-10 | 磁性粉濃度測定方法及びその装置 |
| DE69625777T DE69625777T2 (de) | 1995-11-10 | 1996-11-08 | Verfahren zur Bestimmung der Konzentration eines magnetischen Pulvers und Vorrichtung dazu |
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| KR1019960052782A KR100427628B1 (ko) | 1995-11-10 | 1996-11-08 | 자성분농도측정방법및그장치 |
| EP96308116A EP0773440B1 (en) | 1995-11-10 | 1996-11-08 | Method of determining magnetic powder concentration and apparatus used for the method |
| CN96123384A CN1100262C (zh) | 1995-11-10 | 1996-11-09 | 磁性粉末浓度的测定方法及装置 |
| TW085114068A TW310372B (ja) | 1995-11-10 | 1996-11-16 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29248995A JP3377348B2 (ja) | 1995-11-10 | 1995-11-10 | 磁性粉濃度測定方法及びその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09133652A JPH09133652A (ja) | 1997-05-20 |
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ID=17782489
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3377348B2 (ja) |
Cited By (1)
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| US11041828B2 (en) | 2014-03-21 | 2021-06-22 | Magnasense Technologies Oy | Coil arrangement for sample measurement with a spatially variable magnetic field |
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| US5315243A (en) | 1992-04-06 | 1994-05-24 | Her Majesty The Queen In Right Of Canada, As Represented By The Minister Of National Defence | Detection and discrimination between ferromagnetic and non-ferromagnetic conductive particles in a fluid |
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| JPH06324021A (ja) * | 1993-03-16 | 1994-11-25 | Hitachi Ltd | 非破壊検査装置 |
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-
1995
- 1995-11-10 JP JP29248995A patent/JP3377348B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09133652A (ja) | 1997-05-20 |
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