JP5002608B2 - Hard particle concentration detection method - Google Patents
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本発明は、液中に含まれる硬質粒子の濃度検出方法に関するものである。 The present invention relates to a method for detecting the concentration of hard particles contained in a liquid.
一般に、舶用ディーゼルエンジンの主な燃料であるC重油等の液中には、石油精製時の流動接触分解(FCC)の残渣分としてアルミナ、シリカ、カーボン等の硬質粒子が混入している。 Generally, liquids such as C heavy oil, which is the main fuel of marine diesel engines, are mixed with hard particles such as alumina, silica, and carbon as a residue of fluid catalytic cracking (FCC) during petroleum refining.
これらの硬質粒子がエンジンのピストンリング・シリンダライナ等の駆動機関に過剰に流入した場合には、摺動状況の悪化、焼き付き、機械的摩耗等の悪影響を生じる可能性があるため、船舶管理会社では、補油毎に燃料をサンプリングして化学分析し、燃料中の硬質粒子を定量的に把握し、規定値以上の硬質粒子を含む燃料が船舶に補油された場合には、船舶に対して硬質粒子が規定値以上である旨を連絡し、注意を促していた。 If these hard particles excessively flow into the drive engines such as engine piston rings and cylinder liners, the ship management company may cause adverse effects such as deterioration of the sliding condition, seizure, and mechanical wear. Then, for each bunkering, fuel is sampled and chemically analyzed, and the hard particles in the fuel are quantitatively grasped. When fuel containing hard particles exceeding the specified value is bunkered to the ship, We were informed that hard particles were above the specified value and cautioned.
また従来、硬質粒子を検出する際には、液中からサンプリングした燃料をフィルタ等で濾過し、残渣の顕微鏡による観察や定量分析等により硬質粒子を検出している。 Conventionally, when detecting hard particles, the fuel sampled from the liquid is filtered through a filter or the like, and the hard particles are detected by observation of the residue with a microscope or quantitative analysis.
尚、硬質粒子の濃度検出方法の一般的技術水準を示すものとしては、例えば、特許文献1がある。
For example,
しかしながら、従来の硬質粒子の濃度検出方法では、その結果を船舶に報告するまでにある程度の日数を要するため、分析結果が明らかになる前に燃料を使用する必要がある場合には、駆動機関への悪影響を未然に防止することができないという問題があった。また硬質粒子を含む夾雑物が貯留中に沈殿して硬質粒子の濃度が上昇する場合や、燃料タンクから機関入口までの燃料の処理系統で遠心分離清浄機やフィルタ等の不具合が発生した場合には、多量の硬質粒子が駆動機関に突発的に供給される可能性があり、燃料中の硬質粒子を定量的に且つ迅速に把握することが求められていた。 However, since the conventional method for detecting the concentration of hard particles requires a certain number of days to report the result to the ship, if it is necessary to use fuel before the analysis result becomes clear, it should be sent to the driving engine. There was a problem that the adverse effects of could not be prevented. Also, when contaminants containing hard particles precipitate during storage and the concentration of hard particles increases, or when problems such as centrifugal cleaners and filters occur in the fuel processing system from the fuel tank to the engine inlet There is a possibility that a large amount of hard particles may be suddenly supplied to the drive engine, and it has been required to quantitatively and quickly grasp the hard particles in the fuel.
更にアルミナ、シリカ等の硬質粒子は導電性や磁性に顕著な特徴を持たないため、電気的、磁気的に検知することが困難であると共に、硬質粒子は化学的に安定な物質であるため、化学反応を利用して検出することが困難であるという問題があった。更にC重油等の液は、高粘度、不透明でアルミナ・シリカ粒子以外にも種々のスラッジ等の硬質粒子を含むため、特許文献1の如く光学的検知でも十分に対応できないという問題があった。
Furthermore, since hard particles such as alumina and silica do not have remarkable characteristics in conductivity and magnetism, it is difficult to detect electrically and magnetically, and hard particles are chemically stable substances. There was a problem that it was difficult to detect using a chemical reaction. Furthermore, since liquids such as C heavy oil are highly viscous and opaque and contain hard particles such as various sludges in addition to alumina / silica particles, there has been a problem that even optical detection as in
本発明は、斯かる実情に鑑み、液中の硬質粒子を定量的に且つ迅速に把握する硬質粒子の濃度検出方法を提供しようとするものである。 In view of such circumstances, the present invention intends to provide a hard particle concentration detection method for quantitatively and quickly grasping hard particles in a liquid.
本発明の硬質粒子の濃度検出方法は、硬質粒子を含み得る液中に磁性部材と対応部材とを浸漬し、磁性部材と対応部材との少なくとも一方を他方に押圧して動かし、液中の硬質粒子により磁性部材を摩耗して磁性粒子を発生させ、試料の液中に発生した磁性粒子の濃度を計測し、予め測定した磁性粒子の濃度と液中の硬質粒子の濃度との相関関係を示す検量線から磁性粒子の濃度を液中の硬質粒子の濃度に換算し、液中に含まれる硬質粒子の濃度を検出するものである。 In the method for detecting the concentration of hard particles according to the present invention, the magnetic member and the corresponding member are immersed in a liquid that may contain hard particles, and at least one of the magnetic member and the corresponding member is pressed against the other to move the hard member in the liquid. The magnetic member is worn by the particles to generate magnetic particles, the concentration of magnetic particles generated in the sample liquid is measured, and the correlation between the magnetic particle concentration measured in advance and the concentration of hard particles in the liquid is shown. From the calibration curve, the concentration of magnetic particles is converted into the concentration of hard particles in the liquid, and the concentration of hard particles contained in the liquid is detected.
また本発明の硬質粒子の濃度検出方法においては、磁性部材と対応部材との間に液中の硬質粒子を挟み込んで磁性部材と対応部材との少なくとも一方を他方に押圧して動かすことが好ましい。 In the hard particle concentration detection method of the present invention, it is preferable that hard particles in the liquid are sandwiched between the magnetic member and the corresponding member, and at least one of the magnetic member and the corresponding member is pressed against the other to move.
本発明の硬質粒子の濃度検出方法によれば、液中の硬質粒子の存在により磁性部材を摩耗して磁性粒子を発生させ、液中に発生した磁性粒子の濃度を計測し、検量線から磁性粒子の濃度を液中の硬質粒子の濃度に換算し、液中に含まれる硬質粒子の濃度を検出するので、液中の硬質粒子を定量的に且つ迅速に把握することができる。また液が油の場合には、未検査の燃料を使用する状況や、多量の硬質粒子が駆動機関に突発的に供給される状況を防止し、駆動機関への悪影響を抑制することができる。更に磁性部材の摩耗により生じた磁性粒子を用いて間接的に硬質粒子の濃度を検出するので、液自体を物理的、化学的に処理して硬質粒子を直接検出する操作や処理を不要にし、好適に液中の硬質粒子を定量的に且つ迅速に把握することができるという優れた効果を奏し得る。 According to the hard particle concentration detection method of the present invention, the magnetic member is worn by the presence of hard particles in the liquid to generate magnetic particles, the concentration of the magnetic particles generated in the liquid is measured, and the magnetic curve is measured from the calibration curve. Since the concentration of particles is converted into the concentration of hard particles in the liquid and the concentration of hard particles contained in the liquid is detected, the hard particles in the liquid can be grasped quantitatively and quickly. Further, when the liquid is oil, it is possible to prevent a situation in which uninspected fuel is used and a situation in which a large amount of hard particles are suddenly supplied to the driving engine, thereby suppressing adverse effects on the driving engine. Furthermore, since the concentration of hard particles is indirectly detected using magnetic particles generated by wear of the magnetic member, the operation and processing for directly detecting the hard particles by physically and chemically treating the liquid itself are unnecessary, The excellent effect that the hard particle | grains in a liquid can be grasped | ascertained quantitatively and rapidly suitably can be show | played.
以下、本発明の実施の形態例を図1〜図12を参照して説明する。図1〜図12は硬質粒子の濃度検出方法を実施する形態例である。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS. FIGS. 1-12 is an example which implements the density | concentration detection method of a hard particle.
実施の形態例の硬質粒子の濃度検出方法は、液中に磁性粒子(磁性粉体)を発生させる磁性粒子発生手段(磁性粉体発生手段)1と、液中の磁性粒子の濃度を計測する磁性粒子計測手段2(図6〜図8参照)と、磁性粒子の濃度を処理する制御部3(図6、図7参照)とを備えており、当該実施例では液を油とした場合で説明する。 In the method for detecting the concentration of hard particles according to the embodiment, magnetic particle generating means (magnetic powder generating means) 1 for generating magnetic particles (magnetic powder) in the liquid and the concentration of the magnetic particles in the liquid are measured. A magnetic particle measuring means 2 (see FIGS. 6 to 8) and a control unit 3 (see FIGS. 6 and 7) for processing the concentration of magnetic particles are provided. In this embodiment, the liquid is oil. explain.
磁性粒子発生手段1は、回転軸4を下方に有するモータ等の駆動部5と、回転軸4を囲むように駆動部5に配置されるホルダ部6と、回転軸4に接続してホルダ部6から下部外方へ延在するロッド部7と、ホルダ部6に支持されてロッド部7の外周に装備されるスリーブ8と、スリーブ8を下方側へ余勢するバネ等の弾性手段9と、ナット等の固定手段10によりスリーブ8の下部に配置される摩耗板の対応部材11及び板状の磁性部材12とを備えている。
The magnetic particle generating means 1 includes a
駆動部5及びホルダ部6は、ロッド部7、スリーブ8等を下方に露出するように台座(図示せず)に固定されている。またホルダ部6には、燃料等の油Sを入れた試験管等の容器部13を取り付け得るように、容器部13を挿入し得る下方凸部14が構成されている。更に下方凸部14の外周には溝を設けてOリング15が配置されている。
The
ロッド部7は、ホルダ部6に容器部13を配置した場合にスリーブ8、弾性手段9、対応部材11、磁性部材12と共に容器部13内へ収納し得る長さを有し、駆動部5によって回転するように構成されている。またロッド部7の下方位置には、ロッド部7の外周の両側を平面に切り欠いたような両側面7a(図4参照)を形成している。
The
スリーブ8は、弾性手段9の下部を支持する上側受部16を形成していると共に、対応部材11に当接する下側受部17を形成している。また弾性手段9は、ホルダ部6の下方凸部14に支持され、スリーブ8を介して対応部材11を下方に余勢し、対応部材11を磁性部材12に押圧するようにしている。ここで対応部材11と磁性部材12の押圧は、バネ等の弾性手段9を変更して調整することが好ましい。
The
対応部材11は、ロッド部7を挿通する孔(図示せず)を備え、ロッド部7の回転に追従することなく配置されており、磁性部材12は、ロッド部7を挿通する孔18(図4参照)を備え、当該孔18にロッド部7の下方の両側面7aに当接し得る両側直線部18aを形成して、ロッド部7の回転に追従するようにしている。また磁性部材12は、磁性を有する鉄系材料等の素材で構成され、対応部材11は、磁性部材12よりも硬く摩耗しづらい炭素鋼等の素材で構成されている。また対応部材11と磁性部材12のいずれか一方(図2、図3では磁性部材12)には、他方の部材に面する溝12aが構成されており、対応部材11と磁性部材12の間に硬質粒子が存在して磁性部材12が回転する場合には、硬質粒子により磁性部材12が削り取られてアブレシブ摩耗を生じるようになっている。ここで磁性部材12の素材は、摩耗により所定粒径の磁性粒子(磁性粉体)を構成するならば鉄に限定されるものでなく、他の素材でも良い。また対応部材11の素材は、磁性部材12から磁性粒子を発生させるならば他の素材でも良いし、磁性部材12と同じ素材にしても良い。更に磁性部材12と対応部材11は、配置を逆にしても良い。
The
ここで磁性粒子発生手段1は磁性部材12及び対応部材11等の構成を変更した他の例でも良い。具体的に他の例としては、図5(a)に示す如く、駆動手段(図示せず)により回転する軸部19と、軸部19の中央に位置するローラ部20と、固定手段(図示せず)に固定されてローラ部20に当接する板部21と、ローラ部20を板部21に押圧するように軸部19を余勢するバネ等の弾性手段22とを備え、磁性部材をローラ部20及び板部21のいずれか一方にし、対応部材をローラ部20及び板部21のいずれか他方にする構成を備えている。
Here, the magnetic particle generating means 1 may be another example in which the configuration of the
また別の例としては、図5(b)に示す如く、駆動手段(図示せず)により回転する軸部23と、軸部23の先端に位置する回転板24と、固定手段(図示せず)に固定されて回転板24の下面に当接する板部25と、回転板24を板部25に押圧するバネ等の弾性手段26とを備え、磁性部材を回転板24及び板部25のいずれか一方にし、対応部材を回転板24及び板部25のいずれか他方にする構成を備えている。
As another example, as shown in FIG. 5B, a
更に他の例としては、図5(c)に示す如く、駆動手段27により回転する偏芯ピン28と、偏芯ピン28の動きを往復移動に変換する連結部材29と、連結部材29に接続される往復板30と、固定手段(図示せず)に固定されて往復板30の下面に当接する板部31と、往復板30を板部31に押圧するバネ等の弾性手段32とを備え、磁性部材を往復板30及び板部31のいずれか一方にし、対応部材を往復板30及び板部31のいずれか他方にする構成を備えている。
As another example, as shown in FIG. 5C, an
一方、磁性粒子計測手段2は、ppm単位の磁性粒子の濃度を計測できるならば構成は特に制限されるものではないが一例を説明する。図6〜図10に示す如く一例の磁性粒子計測手段2は、磁性粒子を含み得る油Sの流路Lに、流体導出入手段33及び検出手段34を備え、検出手段34には信号処理部35を接続し、更に信号処理部35には、信号処理部35の信号を磁性粒子の濃度に変換する濃度計測部36を接続している。
On the other hand, the configuration of the magnetic particle measuring means 2 is not particularly limited as long as it can measure the concentration of magnetic particles in ppm, but an example will be described. As shown in FIGS. 6 to 10, the magnetic particle measuring means 2 of the example includes a fluid lead-in / out means 33 and a detection means 34 in the flow path L of the oil S that may contain magnetic particles. 35 is connected, and the
流体導出入手段33は、流路Lに開口37を形成する筒状の検出部本体38と、検出部本体38の内部を摺動して油Sを導出入するピストン39と、ピストン39を進退動させる駆動手段の回転部40(図8参照)と、検出部本体38の外周部に配置される検出手段34のコイル41を備えている。ここで流路Lは、配管やチューブ等でも良いし、油Sが流れるものならばどのようなものでも良い。
The fluid lead-in / out means 33 includes a cylindrical detection portion
検出手段34のコイル41は、互いに逆方向に巻かれて直列に接続された二個の励磁用コイル41a,41aと、二個の励磁用コイル41a,41aの間に近接配置される検出用コイル(出力用コイル)41bとを備え、励磁用コイル41aに交流電圧を印加した際には、検出用コイル41bに交流電圧(励磁電圧)の出力信号を生じさせるようになっている。また二個の励磁用コイル41a,41aと、検出用コイル41bは、相互インダクタンスが略均等になるようにコイル41の巻き数、コイル41間の距離を調整して、相互インダクタンスが略同じとなるように調整している。更に励磁用コイル41aと検出用コイル41bの個数は特に限定されるものではない。
The
ここで検出手段34のコイル41は、図7に示す如く、一個の励磁用コイル41cと、一個の励磁用コイル41cに近接して配置される検出用コイル(出力用コイル)41dとを備えても良く、この場合も同様に、励磁用コイル41cに交流電圧を印加した際には、検出用コイル41dに交流電圧(励磁電圧)の出力信号を生じるようになっており、磁性粒子の非検出時には、検出用コイル41dの交流電圧(励磁電圧)の出力信号が小さくなるように調整されている。
Here, as shown in FIG. 7, the
信号処理部35は、図8に示す如く検出用コイル41bの出力信号から磁性粒子の検出信号又は補正用検出信号を取得するよう、検出用コイル41bに接続されて微弱な波形信号を増幅する増幅回路42と、増幅回路42に接続されて波形信号のノイズを所定範囲で削除するバンドパスフィルタ43と、励磁用コイル41aに接続されて励磁用の正弦波を得る正弦波発振回路44と、正弦波発振回路44に接続されて正弦波の位相をずらす位相回路45と、位相回路45に接続されて正弦波を矩形波にするエッジトリガー回路46とを備えている。
The
ここで位相回路45は、設定の際や調整の際に、磁性粒子非検出時の状態で位相を10°〜170°、好ましくは45°〜135°、更に好ましくは90°前後ずらすことが好ましい。また位相回路45は、バンドパスフィルタ43と信号処理装置47との間に位置し、リファレンス信号の代わりに、磁性粒子の検出信号及び補正用検出信号をずらすようにしても良い。
Here, it is preferable that the
また信号処理部35は、バンドパスフィルタ43とエッジトリガー回路46とに夫々接続される信号処理装置47と、信号処理装置47に接続されて出力信号を直流電圧信号に変換するローパスフィルタ48と、ローパスフィルタ48に接続されて直流電圧信号を増幅する増幅器49と、増幅器49に接続され且つ検出流体の導出入による直流電圧信号の変動量のみを透過させる交流信号透過回路50と、交流信号透過回路50に接続される増幅器51とを備えている。ここで信号処理装置47は、ロックインアンプが好ましいが、位相差の変化を計測できる構成ならばどのようなものでも良い。
The
更に図6、図7に示す濃度計測部36は、信号処理部35の増幅器51に接続されて信号を磁性粒子の濃度に変換するようにしている。
Further, the
一方、磁性粒子の濃度を処理する制御部3は、磁性粒子計測手段2の濃度計測部36に接続されており、磁性粒子計測手段2で計測された磁性粒子の濃度を、予め求められた検量線(図12参照)と対比して油S中の硬質粒子の濃度に換算し、油S中に含まれる硬質粒子の濃度を検出して表示するように構成されている。ここで制御部3の処理は、人手により処理しても良く、特に制限されるものではない。
On the other hand, the
以下本発明の実施の形態例の作用を説明する。 The operation of the embodiment of the present invention will be described below.
硬質粒子を含み得る燃料等の油Sを検査する際には、最初に図1に示す如く燃料系統の機関入口等より検査分で少量の油S(試料)をサンプリングする(ステップS1)。ここで検査対象となる燃料等の油Sは、C重油等の重油に限定されるものではなく、硬質粒子を含み得るものならばガソリン、灯油、軽油等の他の油Sでも良い。また油Sの用途は、船舶等の駆動機関への供給に限定されるものではなく、タービンプラント等の種々の駆動機関や機器へ供給するものでも良い。また油の代わりに水や水溶液を用いても良く、硬質粒子を含み得るものならば特に制限されるものではない。更に水や水溶液を検査する場合には、水循環式コンプレッサ等の循環水中に混入した粒子状不純物の検出に用いても良いし、水圧機器の作動水の水質検査に用いても良いし、水処理設備における処理水の水質管理に用いても良い。更に硬質粒子は、油Sや水等の液中に含まれる非導電性及び非磁性の粒子であって磁性部材12を摩耗し得るものであり、アルミナ、シリカ、カーボン等に限定されるものではない。
When inspecting oil S such as fuel that may contain hard particles, first a small amount of oil S (sample) is sampled from the engine inlet of the fuel system as shown in FIG. 1 (step S1). Here, the oil S such as fuel to be inspected is not limited to heavy oil such as C heavy oil, and may be other oil S such as gasoline, kerosene, light oil and the like as long as it can contain hard particles. The use of the oil S is not limited to supply to a drive engine such as a ship, but may be supplied to various drive engines and equipment such as a turbine plant. Further, water or an aqueous solution may be used instead of oil, and it is not particularly limited as long as it can contain hard particles. Furthermore, when inspecting water or aqueous solution, it may be used for detection of particulate impurities mixed in circulating water such as a water circulation type compressor, it may be used for water quality inspection of working water of hydraulic equipment, or water treatment You may use for the quality control of the treated water in an installation. Further, the hard particles are non-conductive and non-magnetic particles contained in a liquid such as oil S or water and can wear the
次にサンプリングした少量の油S(試料)を磁性粒子計測手段2にセットし、油S中に予め含まれる磁性粒子の濃度(A)を計測する(ステップS2)。ここで磁性粒子計測手段2の処理は以下の処理で説明するが、他の手段を用いて磁性粒子の濃度(A)を計測しても良い。また油Sを磁性粒子計測手段2にセットする際には、人手を介することなく、油Sのサンプリングから磁性粒子計測手段2へのセットまで給油流路等の給油手段を介して連続的に行うようにしても良い。 Next, a small amount of sampled oil S (sample) is set in the magnetic particle measuring means 2, and the concentration (A) of the magnetic particles contained in the oil S in advance is measured (step S2). Here, the processing of the magnetic particle measuring means 2 will be described in the following processing, but the concentration (A) of the magnetic particles may be measured using other means. In addition, when setting the oil S in the magnetic particle measuring means 2, the sampling from the oil S to the setting to the magnetic particle measuring means 2 is continuously performed via an oil supply means such as an oil supply channel without manual intervention. You may do it.
続いて油S中に予め含まれる磁性粒子の濃度(A)を計測した後、油S(試料)を容器部13に入れ、磁性粒子発生手段1に容器部13をセットして準備する(ステップS3)。具体体には、ロッド部7等ごと磁性部材12と対応部材11とが油S中に浸漬するように、油Sを入れた容器部13をホルダ部6の下方凸部14に固定する。また図5に示す磁性粒子発生手段1の他の構成の場合には、同様に磁性部材と対応部材とが油S中に浸漬するようにする。ここで磁性粒子計測手段2から磁性粒子発生手段1への移行は、手動で行っても良いし、流路や開閉弁等の移送手段を介して自動で行っても良い。
Subsequently, after measuring the concentration (A) of the magnetic particles contained in the oil S in advance, the oil S (sample) is put into the
続いて磁性粒子発生手段1を一定時間駆動して油S中に鉄粉等の磁性粒子を発生させる(ステップS4)。具体体には、駆動部5を駆動してロッド部7を回転し、磁性部材12を対応部材11に押圧しつつ回転させ、磁性部材12と対応部材11の間に入り込んだ硬質粒子により磁性部材12を摩耗して磁性粒子を発生させる。また図5に示す磁性粒子発生手段1の他の構成の場合にも、同様に磁性部材12を摩耗して鉄粉等の磁性粒子を発生させる。ここで油Sの粘度は一定に保たれているため、磁性部材12と対応部材11の押し付け面圧を適切に保てば、ある一定の大きさ以上の硬質粒子のみによって磁性粒子(鉄粉)を発生させ、それ未満の径の硬質粒子では磁性部材12と対応部材11の間隙を通過するのみで磁性粒子(鉄粉)を発生させない。
Subsequently, the magnetic particle generating means 1 is driven for a certain time to generate magnetic particles such as iron powder in the oil S (step S4). Specifically, the
そして磁性粒子発生手段1で油S中に磁性粒子を発生させた後、磁性粒子発生手段1から磁性粒子計測手段2にセットして次の処理へ移行する。ここで磁性粒子発生手段1から磁性粒子計測手段2への移行は、手動で行っても良いし、流路や開閉弁等の移送手段を介して自動で行っても良い。 Then, after magnetic particles are generated in the oil S by the magnetic particle generating means 1, the magnetic particle generating means 1 sets the magnetic particles in the magnetic particle measuring means 2, and the process proceeds to the next processing. Here, the transition from the magnetic particle generating means 1 to the magnetic particle measuring means 2 may be performed manually or automatically via transfer means such as a flow path or an on-off valve.
次に磁性粒子計測手段2により磁性粒子の濃度(B)を計測する(ステップS5)。磁性粒子の濃度(B)を計測する際には、流体導出入手段33のピストン39を連続的に往復動することにより、検出部本体38内に油Sを導入した状態での計測処理と、検出部本体38内から油Sを排出した状態での計測処理とを交互に連続的に繰り返し、交流信号透過回路50等により、磁性体の濃度用の出力値と、比較用の出力値とから差分の信号を検出すると共に移動平均処理を行い、濃度計測部36を介して磁性粒子の濃度の平均値を求める。
Next, the magnetic particle concentration means 2 measures the magnetic particle concentration (B) (step S5). When measuring the concentration (B) of the magnetic particles, by continuously reciprocating the
ここで具体的に磁性粒子の濃度を測定する処理を説明すると、油Sを検出部本体38内から排出した際には、検出部本体38から検出用コイル41b、増幅回路42及びバンドパスフィルタ43を介して補正用検出信号を取得する(図9では(A))と共に、励磁用コイル41a、正弦波発振回路44、位相回路45及びエッジトリガー回路46により所定の角度で位相をずらして励磁電圧と同一周波数で一定の位相差を生じる矩形波のリファレンス信号を準備する(図9では(B)、位相は90°前後ずらす)。そして信号処理装置47によりリファレンス信号をあわせてノイズ除去を行うと共に、補正用検出信号とリファレンス信号との位相差を検出し、ローパスフィルタ48により比較用の出力値として平滑な直流電圧信号に変換し(図9では(D))、増幅器49を介して交流信号透過回路50に入力する。一方、油Sを検出部本体38内に導入した際には、油Sから、検出用コイル41b、増幅回路42及びバンドパスフィルタ43を介して磁性体の検出信号を取得する(図10では(A'))と共に、励磁用コイル41a、正弦波発振回路44、位相回路45及びエッジトリガー回路46により、所定の角度で位相をずらして励磁電圧と同一周波数で一定の位相差を生じる矩形波のリファレンス信号を準備する(図10では(B')、位相は90°前後ずらす)。そして信号処理装置47によりリファレンス信号をあわせてノイズ除去を行うと共に、磁性体の検出信号とリファレンス信号との位相差を検出し、ローパスフィルタ48により、磁性体の濃度用の出力値として平滑な直流電圧信号に変換し(図10では(D'))、増幅器49を介して交流信号透過回路50に入力する。そして交流信号透過回路50により、磁性粒子の濃度用の出力値を補正するよう、図10に示す如く磁性粒子の濃度用の出力値と、比較用の出力値とから差分ΔVを求め、濃度計測部36により、予め求めた濃度との相関性(関数処理)によって差分を磁性粒子の濃度に変換する。
Here, the process of measuring the concentration of magnetic particles will be described in detail. When oil S is discharged from the detection unit
また本発明者が行った実験結果によれば、実施の形態例でppm単位の磁性粒子(鉄粉)を含む油Sを測定した場合には、油Sの投入と同時に出力(濃度)が上昇し、更に油Sの排出に伴って出力(濃度)が低下しており、磁性粒子に対する反応が明瞭且つ迅速で、磁性粒子の濃度を精度良く計測できることが明らかであった。 According to the results of experiments conducted by the present inventor, when the oil S containing magnetic particles (iron powder) in ppm is measured in the embodiment, the output (concentration) increases at the same time when the oil S is introduced. Furthermore, the output (concentration) decreased with the discharge of the oil S, and it was clear that the reaction to the magnetic particles was clear and rapid, and the concentration of the magnetic particles could be measured with high accuracy.
磁性粒子計測手段2で磁性粒子の濃度を計測した後には、磁性粒子発生手段1で処理した後の磁性粒子の濃度(B)から、油S中に予め含まれる磁性粒子の濃度(A)を減算し(磁性粒子の濃度(B)−磁性粒子の濃度(A))、磁性粒子発生手段1で実際に発生した磁性粒子の濃度(c)を算出する(ステップS6)。 After measuring the concentration of the magnetic particles by the magnetic particle measuring means 2, the concentration (A) of the magnetic particles previously contained in the oil S is calculated from the concentration (B) of the magnetic particles after being processed by the magnetic particle generating means 1. Subtraction is performed (concentration of magnetic particles (B) −concentration of magnetic particles (A)), and the concentration (c) of magnetic particles actually generated by the magnetic particle generating means 1 is calculated (step S6).
ここで磁性粒子発生手段1の駆動時間(研磨時間)と磁性粒子(磁性粉体Fe)の濃度との関係を試験したところ、図11に示す如く研磨時間の経過に伴って直線的に油S中の磁性粒子の濃度が増加した。また油S中に予め含まれる硬質粒子の濃度を変えたところ(図11のグラフではαppm、約1/2αppm、含有せず、を示す)、硬質粒子の濃度と磁性粒子の発生濃度は、比例関係があることが判明した。これにより磁性粒子発生手段1の駆動時間(研磨時間)を一定にする条件下で、硬質粒子の濃度と磁性粒子(磁性粉体)の濃度とをプロットした場合には図12に示す如く磁性粒子の濃度と油S中の硬質粒子の濃度との相関関係を示す検量線が作成される。そして当該検量線を以下の処理で適用する。 Here, the relationship between the drive time (polishing time) of the magnetic particle generating means 1 and the concentration of the magnetic particles (magnetic powder Fe) was tested. As shown in FIG. The concentration of magnetic particles inside increased. Further, when the concentration of the hard particles previously contained in the oil S is changed (in the graph of FIG. 11, αppm and about 1 / 2αppm are not included), the concentration of the hard particles is proportional to the generation concentration of the magnetic particles. It turns out that there is a relationship. Thus, when the concentration of the hard particles and the concentration of the magnetic particles (magnetic powder) are plotted under the condition that the driving time (polishing time) of the magnetic particle generating means 1 is constant, as shown in FIG. A calibration curve showing the correlation between the concentration of the oil and the concentration of hard particles in the oil S is created. The calibration curve is applied in the following process.
そして実際に発生した磁性粒子の濃度(c)を算出した後には、前記検量線から磁性粒子の濃度を油S中の硬質粒子の濃度に換算する(ステップS7、図12ではAからB)。ここで硬質粒子の濃度への換算は、制御部3に予め前記検量線を登録して処理しても良いし、人手を介して処理しても良い。
After calculating the concentration (c) of the actually generated magnetic particles, the concentration of the magnetic particles is converted into the concentration of hard particles in the oil S from the calibration curve (step S7, A to B in FIG. 12). Here, the conversion into the concentration of the hard particles may be processed by registering the calibration curve in the
そして硬質粒子の濃度を制御部3等の表示手段に表示し(ステップS8)、油S中に硬質粒子を検出すると共に油S中の硬質粒子を定量的に且つ迅速に把握する。これにより船舶等の所定の駆動機関に燃料等の油Sを供給する場合には、アルミナ・シリカ等の硬質粒子の濃度を現場で判定し、硬質粒子に起因する駆動機関への悪影響を未然に回避する。 And the density | concentration of a hard particle is displayed on display means, such as the control part 3 (step S8), and while detecting a hard particle in the oil S, the hard particle in the oil S is grasped | ascertained quantitatively and rapidly. As a result, when oil S such as fuel is supplied to a predetermined driving engine such as a ship, the concentration of hard particles such as alumina and silica is determined in the field, and adverse effects on the driving engine due to the hard particles are obviated. To avoid.
而して、このように実施の形態例によれば、油S中の硬質粒子の存在より磁性部材12を摩耗して磁性粒子を発生させ、油S中に発生した磁性粒子の濃度を計測し、検量線から磁性粒子の濃度を油S中の硬質粒子の濃度に換算し、油S中に含まれる硬質粒子の濃度を検出するので、従来の測定手段の如く硬質粒子の濃度の検出までに日数を要することがなく、油S中の硬質粒子を定量的に且つ迅速に把握することができ、よって、未検査の燃料を使用する状況や、多量の硬質粒子が駆動機関に突発的に供給される状況を防止し、駆動機関への悪影響を抑制することができる。また磁性部材12の摩耗により生じた鉄粉等の磁性粒子を用いて間接的に硬質粒子の濃度を検出するので、油S自体を物理的、化学的に処理して硬質粒子を直接検出するような操作や処理を不要にし、好適に油S中の硬質粒子を定量的に且つ迅速に把握することができる。
Thus, according to the embodiment, the
実施の形態例において、磁性部材12と対応部材11との間に油S中の硬質粒子を挟み込んで磁性部材12と対応部材11との少なくとも一方を他方に押圧して動かすと、油S中の硬質粒子の存在より磁性部材12を適切に摩耗して磁性粒子を発生させるので、油S中に含まれる硬質粒子の濃度を容易に検出し、油S中の硬質粒子を更に好適に把握することができる。
In the embodiment, when hard particles in the oil S are sandwiched between the
また磁性部材12と対応部材11の少なくとも一方に、隙間にサンプル油の進入が容易になるよう溝12a等の侵入通路を設けた場合には、磁性粒子(鉄粉)の生成および排出を促進して磁性粒子を好適に発生させるので、油S中に含まれる硬質粒子の濃度を容易に検出し、油S中の硬質粒子を更に好適に把握することができる。
Further, when an entry passage such as a groove 12a is provided in at least one of the
更に油のみならず水や水溶液においても適用し得るので、汎用性が高く、また水や水溶液から硬質粒子の濃度を容易に検出することができる。 Furthermore, since it can be applied not only to oil but also to water or an aqueous solution, it is highly versatile, and the concentration of hard particles can be easily detected from water or an aqueous solution.
尚、本発明の硬質粒子の濃度検出方法は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。 The method for detecting the concentration of hard particles according to the present invention is not limited to the above-described illustrated examples, and it is needless to say that various changes can be made without departing from the scope of the present invention.
1 磁性粒子発生手段
2 磁性粒子計測手段
11 対応部材
12 磁性部材
S 油(液)
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