JP5165269B2 - 磁性体濃度計測装置及び磁性体濃度計測方法 - Google Patents

Description

本発明は、磁性体濃度計測装置及び磁性体濃度計測方法に関するものである。

例えば、ピストンのような往復動部品を有するエンジン等の原動機においては、ピストンとシリンダ等の摺動により、ピストン及びシリンダ等に磨耗が生じ、鉄粉等の磁性体が生じる。而して、このような磁性体が生じた際には、エンジンからのドレイン油が流通する流路にドレイン油と同伴して磁性体が流れるため、流路のドレイン油中に含まれる磁性体の濃度を適宜測定し、機器の磨耗状況を正確に把握する必要がある。

一般に、機器の磨耗状態を把握する場合には、手作業で潤滑油やドレイン油をサンプリングして化学的な手法により磁性体の濃度を計測したり、又、潤滑油やドレイン油が流れる流路の近傍に磁性体濃度計測装置を配置して磁性体の濃度を計測している。

ここで、磁性体の濃度計測装置の一例としては、ドレイン油が流下する流路の近傍に、磁場印加手段と、超電導量子干渉素子の磁気センサを含む磁気計測手段とを備え、磁化された磁性成分の磁場のみを検出するものがある（例えば特許文献１参照。）。又、他の例としては、ドレイン油の流路近傍に第一コイルを配する実測用のＬＣ発振回路と、ドレイン油の磁性体の影響を受けない位置に第二コイルを配する補正用のＬＣ発生回路とを備え、実測用のＬＣ発生回路の発振周波数と、補正用のＬＣ発生回路の発振周波数との差を利用して磁性体の濃度を検出するものがある（例えば特許文献２参照。）。
特開平１０−２６８０１３号公報 特開２００５−８３８９７号公報

しかしながら、従来例の如く、化学的な手法、磁性成分の磁場、単なる発振周波数の差により磁性体の濃度を計測する方法では、磁性体の濃度を精度良く計測することができないという問題があった。

又、手作業により潤滑油やドレイン油等の流体をサンプリングして磁性体の濃度を計測する場合には、手間がかかると共に一定の間隔でしか計測を行うことができないという問題があった。更に、従来の磁性体濃度計測装置を用いる場合には、固形分の堆積や流体の流量変化により、外乱を生じると共に、連続的に精度良く計測できないという問題があった。更に又、他の例の磁性体濃度計測装置を用いる場合であっても、ノイズを一層低減して微量な磁性体の濃度を精度良く計測することが求められていた。

本発明はこのような実情に鑑みてなしたもので、磁性体の濃度を精度良く計測し、更に流体に含まれる磁性体の微小な濃度を連続的に計測する磁性体濃度計測装置及び磁性体濃度計測方法を提供することを目的とするものである。

本発明は、磁性体を含む流体が流下する流路、又は磁性体を含む流体が溜まる溜り部に接続されて流体導出入手段及び検出手段を配する検出部と、前記検出手段に接続されてロックインアンプを配する信号処理部とを備え、
前記検出部は、流体導出入手段により流体を導出入し且つ検出手段を介して交流電圧の出力信号から流体導入時の磁性体の検出信号と流体排出時の補正用検出信号とを取得し、
前記信号処理部は、
同一周波数のリファレンス信号を用いてロックインアンプにより前記磁性体の検出信号からノイズ除去を行うと同時に、前記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、検出した位相差の量に応じて直流電圧信号に変換し、
また同一周波数のリファレンス信号を用いてロックインアンプにより前記補正用検出信号からノイズ除去を行うと同時に、前記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、検出した位相差の量に応じて直流電圧信号に変換し、
磁性体の検出信号による変換後の直流電圧信号と、補正用検出信号による変換後の直流電圧信号とから差分を検出し、該差分を磁性体の濃度として検出するように構成されたことを特徴とする磁性体濃度計測装置、にかかるものである。

本発明は、磁性体を含む流体が流下する流路、又は磁性体を含む流体が溜まる溜り部に接続されて流体導出入手段及び検出手段を配する検出部と、前記検出手段に接続されてロックインアンプを配する信号処理部とを備え、
前記検出部は、流体導出入手段により流体を導出入し且つ検出手段を介して流体導入時の磁性体の検出信号と流体排出時の補正用検出信号とを取得し、
前記信号処理部は、
同一周波数のリファレンス信号を用いてロックインアンプにより前記磁性体の検出信号からノイズ除去を行ったのち直流電圧信号に変換し、
また同一周波数のリファレンス信号を用いてロックインアンプにより前記補正用検出信号からノイズ除去を行ったのち直流電圧信号に変換し、
磁性体の検出信号による変換後の直流電圧信号と、補正用検出信号による変換後の直流電圧信号とから差分を検出し、該差分を磁性体の濃度として検出するように構成されたことを特徴とする磁性体濃度計測装置、にかかるものである。

本発明において、前記信号処理部は、リファレンス信号の位相又は磁性体の検出信号の位相をずらし、磁性体の非検出時に、出力信号を直流電圧信号に変換した値をゼロに近づけるように構成されることが好ましい。

本発明において、前記検出手段は、磁性体の検出信号を取得する出力用コイルと、励磁用コイルとを備え、前記励磁用コイルに交流電圧を印加して出力用コイルに交流電圧の出力信号を生じさせ、前記出力信号から磁性体の検出信号又は補正用検出信号を取得すると共に、前記励磁用コイルに接続された発振回路からリファレンス信号を取得するように構成されることが好ましい。

本発明において、前記検出手段は、複数の励磁用コイルを互いに逆方向に巻いて配置すると共に、検出用コイルを複数の励磁用コイルの間に配置し、前記検出用コイルの出力信号が小さくなるように構成されることが好ましい。

本発明において、前記流体導出入手段は、ピストンの往復動で流体を導出入するように構成されることが好ましい。

本発明において、磁性体を含む検査対象物、又は磁性体を含む流体から、磁性体の濃度、濃度の変化率、濃度変化の振幅、濃度変化の周期、多点計測時における濃度偏差のうち少なくとも一つ以上の情報を取得し、予め求めた磁性体の濃度と摺動物の状態との相関関係より、摺動物の状態を判断するように構成するように構成されることが好ましい。

本発明において、摺動物の状態に応じて警告又は／及び警報を発する警告手段を備えるように構成されることが好ましい。

本発明において、摺動物の状態に応じて、摺動物に対する潤滑流体の供給量、供給時期、供給圧力、供給温度、潤滑流体の噴射方法、潤滑流体の性状を制御するように構成するように構成されることが好ましい。

本発明は、磁性体を含む流体が流下する流路、又は磁性体を含む流体が溜まる溜り部から検出部へ流体を導入し、検出部の流体から磁性体の検出信号を取得すると共に同一周波数のリファレンス信号を準備し、磁性体の検出信号と同一周波数のリファレンス信号とをあわせてロックインアンプによりノイズ除去を行い、磁性体の濃度用の出力値として直流電圧信号に変換するように処理される流体導入時の処理工程と、
前記検出部から流体を排出し、検出部内の補正用検出信号を取得すると共に同一周波数のリファレンス信号を準備し、補正用検出信号と同一周波数のリファレンス信号とをあわせてロックインアンプによりノイズ除去を行い、比較用の出力値として直流電圧信号に変換するように処理される流体排出時の処理工程とを備え、
前記磁性体の濃度用の出力値を、前記比較用の出力値により補正することを特徴とする磁性体濃度計測方法、にかかるものである。

本発明において、流体導入時の処理工程で、交流電圧の出力信号から磁性体の検出信号を取得し、前記磁性体の検出信号と、同一周波数のリファレンス信号とをあわせてロックインアンプにより前記磁性体の検出信号からノイズ除去を行うと同時に、前記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、検出した位相差の量に応じて磁性体の濃度用の出力値に変換し、
流体排出時の処理工程で、交流電圧の出力信号から補正用検出信号を取得し、前記補正用検出信号と、同一周波数のリファレンス信号とをあわせてロックインアンプにより前記補正用検出信号からノイズ除去を行うと同時に、前記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、検出した位相差の量に応じて比較用の出力値に変換することが好ましい。

本発明において、流体導入時の処理工程と、流体排出時の処理工程とを交互に連続的に繰り返すことにより、磁性体の濃度用の出力値と、比較用の出力値とから差分を更に直流電圧信号に変換し、予め求めた相関性によって前記差分を磁性体の濃度に変換し、外乱や経時変化による計測誤差を排除することが好ましい。

本発明において、前記リファレンス信号の位相又は磁性体の検出信号の位相をずらし、信号処理装置の出力信号を直流電圧信号に変換した値をゼロに近づけることは、後段のアンプで最大限の増幅する上で好ましい。

本発明において、磁性体を含む検査対象物、又は磁性体を含む流体から、磁性体の濃度、濃度の変化率、濃度変化の振幅、濃度変化の周期、多点計測時における濃度偏差のうち少なくとも一つ以上の情報を取得し、予め求めた磁性体の濃度と摺動物の状態との相関関係より、摺動物の状態を判断することが本装置の自己診断を行い、適切な状態で計測していることを常時確認する上で好ましい。

本発明において、摺動物の状態に応じて警告又は／及び警報を発することが適切な状態で計測していることを常時確認する上で好ましい。

本発明において、摺動物の状態に応じて、摺動物に対する潤滑流体の供給量、供給時期、供給圧力、供給温度、潤滑流体の噴射方法、潤滑流体の性状を制御することが好ましい。

このように、本発明によれば、磁性体の濃度に応じて生じる励磁用コイルの電圧と出力用コイルの電圧とその信号の位相差の変化を利用するので、磁性体を含む検査対象物と、励磁用コイル又は／及び出力用コイルとを接近させることで、この電圧と位相差の変化を感度良く検出することができる。即ち、磁性体の濃度を精度良く計測することができる。又、本発明は、励磁用コイルの電圧と出力用コイルの電圧との間に生じる位相差及び出力用コイルの電圧変化を用いるので、磁性体の有無による励磁用コイルのリアクタンスの変化、磁性体の有無による出力用コイルのリアクタンスの変化、検査対象物に発生する渦電流の変化、渦電流によるジュール損失の変化、コイルの周辺物体に発生する渦電流の変化、渦電流によるジュール損失の変化等の様々な変化を総合的に捉え、磁性体の濃度を精度良く計測することができる。

本発明によれば、励磁電圧と同一の周波数のリファレンス信号を準備し、検出部内の流体より磁性体の検出信号を取得してリファレンス信号との位相差及び出力用コイルの電圧変化を計測し、計測した位相差の量に応じて直流電圧信号に変換し、次に、流体が排出された検出部より、検出部内の補正用検出信号を取得してリファレンス信号との位相差を計測し、計測した位相差の量に応じて直流電圧信号に変換し、変換後の流体導入時の値と、変換後の流体排出時の値との差分を磁性体の濃度とするので、位相差の変化及び出力用コイルの電圧変化を利用して磁性体の濃度を極めて精度良く計測することができる。なお、位相差の変化及び出力用コイルの電圧変化は最終的に電圧の実効値に変換され、磁性体検出信号とする。

本発明によれば、励磁電圧と同一の周波数のリファレンス信号を準備し、検出部内の流体より取得された磁性体の検出信号をバンドパスフィルタでノイズを除去し、更に、リファレンス信号とあわせてノイズ除去し、磁性体の濃度用の直流電圧成分に変換し、次に、流体が排出された前記検出部より取得された補正用検出信号を、リファレンス信号とあわせてノイズ除去し、比較用の直流電圧成分に変換し、変換後の各直流成分の値の差分を流体の磁性体の濃度とするので、測定時の出力信号に重畳したノイズを除去すると共に、流体の導出入により堆積した固形分を排出し、流体の磁性体の微小な濃度を精度良く計測することができる。

流体の導出入を繰り返し行って各計測値の差分を複数取得するので、複数回分のデータを処理して経時変化による計測誤差を常に排除し、流体の磁性体の微小な濃度を連続的に計測することができる。

本発明において、交流電圧の出力信号から流体導入時の磁性体の検出信号と流体排出時の補正用検出信号とを取得し、前記各信号とリファレンス信号との位相差を検出し、検出した位相差の量に応じた直流電圧信号に変換することにより、わずかな位相差を大きな出力値として得られ、磁性体の濃度を高感度に検出するので、流体の磁性体の微小な濃度を好適に精度良く計測することができる。

以上説明したように、本発明によれば、位相差を利用するので、磁性体の濃度を精度良く、連続的に計測することができるという優れた種々の効果を奏し得る。

本発明の実施の形態の第一例である磁性体濃度計測装置及び磁性体濃度計測方法を説明する。図１〜図８は本発明の実施の形態の第一例を示すものである。

第一例の磁性体濃度計測装置及び磁性体濃度計測方法は、磁性体粉を含むドレイン油等の流体が流れる配管の流路１に、流体導出入手段（駆動手段）２及び検出手段３を備える検出部４を接続し、検出部４の検出手段３には、信号処理装置５を備える信号処理部（計測手段）６を接続し、更に信号処理部６には、計測値表示及び異常判定装置７を接続している。

配管の流路１は、直線で水平方向に延在し、摺動物を備えた機器（図示せず）へ潤滑油を流出入するものである。ここで、配管の流路１は、直線で水平方向に延在する流路に限定されるものでなく、曲線状に延在する流路、角度を有して延在する流路、鉛直方向や斜め方向に延在する流路でも良い。又、流体は、潤滑油に限定されるものでなく、流体ならばどのようなものでも良い。更に、摺動物は、駆動用ピストン及び駆動用シリンダに限定されるものでなく、摺動するものならばどのようなものでも良い。

検出部４は、流路１に開口８を形成する筒状の検出部本体９と、検出部本体９の内部を摺動して潤滑油（検出流体）を導出入する流体導出入手段２のピストン２ａと、流体導出入手段２のピストン２ａを進退動させる駆動手段の回転部１０と、検出部本体９の外周部に配置される検出手段３のコイル１１を備えている。

又、検出手段３のコイル１１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１１ａ，１１ａと、二個の励磁用コイル１１ａ，１１ａの間に近接配置される検出用コイル（出力用コイル）１１ｂとを備え、励磁用コイル１１ａに交流電圧を印加した際には、検出用コイル１１ｂ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。又、二個の励磁用コイル１１ａ，１１ａと、検出用コイル１１ｂは、相互インダクタンスが略均等になるようにコイル１１の巻き数、コイル１１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。又、励磁用コイル１１ａと検出用コイル１１ｂの個数は特に限定されるものではない。更にコイル１１の外方には、外部からノイズが入らないよう、アルミ製の筒等のシールドを設けることが好ましい。

更に、検出手段３のコイル１１は、図２に示す如く、一個の励磁用コイル１１ｃと、一個の励磁用コイル１１ｃに近接して配置される検出用コイル（出力用コイル）１１ｄとを備えても良く、この場合も同様に、励磁用コイル１１ｃに交流電圧を印加した際には、検出用コイル１１ｄ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、磁性体の非検出時には、検出用コイル１１ｄ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。

信号処理部６は、図３に示す如く、検出用コイル１１ｂの出力信号から磁性体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１１ｂに接続されて微弱な波形信号を増幅する増幅回路１２と、増幅回路１２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１３と、励磁用の正弦波を得る正弦波発振回路１４と、正弦波発振回路１４に接続されて正弦波の位相をずらす位相回路１５と、位相回路１５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１６とを備えている。

ここで、位相回路１５は、設定の際や調整の際に、磁性体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。なお、波形の電気的なずれにより多少前後してずらしても良い。又、位相回路１５は、バンドパスフィルタ１３と信号処理装置５との間に位置し、リファレンス信号の代わりに、磁性体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。更に、信号処理装置５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。

又、信号処理部６は、バンドパスフィルタ１３とエッジトリガー回路１６とに夫々接続される信号処理装置５と、信号処理装置５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１７と、ローパスフィルタ１７に接続されて直流電圧信号を増幅する増幅器１８と、増幅器１８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１９と、交流信号透過回路１９に接続される増幅器２０とを備えている。ここで、交流信号透過回路１９と増幅器２０の間には、図４に示す如く、ピストン２ａの動きに応じた交流信号を直流信号に変換する直流変換回路２１を備え、後の処理を容易にするようにしても良い。

更に計測値表示及び異常判定装置７は、図１〜図４に示す如く、信号処理部６の増幅器２０に接続されて、信号を磁性体の濃度に変換するようになっており、内部には、摺動物の潤滑状態に対して潤滑制御や異常の警告等を為し得るよう、所定の制御を行う制御部２２を備えている。

以下、本発明を実施する形態の第一例の作用を説明する。

潤滑油（流体）に含まれる磁性体粉の濃度を計測する際には、流体導出入手段２のピストン２ａを引き込むことにより流路１から潤滑油を検出部４内に導入し、潤滑油のある状態で出力信号を計測処理する。ここで、流体導出入手段２のピストン２ａは、励磁用コイル１１ａの一個、検出用コイル１１ｂの半分程度にドレイン油が位置するまで潤滑油を引き込むことが好ましい。

検出部４内にドレイン油を導入した状態で計測処理する際（流体導入時の処理工程）には、検出部４の潤滑油から、検出用コイル１１ｂ、増幅回路１２及びバンドパスフィルタ１３を介して磁性体の検出信号を取得する（図６では（Ａ'））と共に、励磁用コイル１１ａ、正弦波発振回路１４、位相回路１５及びエッジトリガー回路１６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し（図６では（Ｂ'））、信号処理装置５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１７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６では（Ｄ'））、増幅器１８を介して交流信号透過回路１９に入力する。なお、図６の（Ｂ'）では位相を９０°前後ずらして設定しており、図６の（Ｃ'）は、リファレンス信号により、磁性体の検出信号を反転させた状態を示し、この面積を積分処理すると図６の（Ｄ'）となっている。

続いて、流体導出入手段２のピストン２ａを押し出すことにより検出部４内の潤滑油を排出（導出）し、潤滑油がない状態（流体導出入手段２自体）の出力信号を計測処理する。ここで、流体導出入手段２の往復運動の時間間隔は、計測する流体の粘度等により変化するが、数秒間隔で行うことが好ましい。

検出部４内から潤滑油を排出（導出）した状態で計測処理する際（流体排出時の処理工程）には、検出部４から検出用コイル１１ｂ、増幅回路１２及びバンドパスフィルタ１３を介して補正用検出信号を取得する（図５では（Ａ））と共に、励磁用コイル１１ａ、正弦波発振回路１４、位相回路１５及びエッジトリガー回路１６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し（図５では（Ｂ））、信号処理装置５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１７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５では（Ｄ））、増幅器１８を介して交流信号透過回路１９に入力する。なお、図５の（Ｂ）では位相を９０°前後ずらして設定しており、図５の（Ｃ）は、リファレンス信号により、磁性体の検出信号を反転させた状態を示し、この面積を積分処理すると図５の（Ｄ）となっている。

そして、交流信号透過回路１９により、磁性体の濃度用の出力値を補正するよう、図６に示す如く、磁性体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、計測値表示及び異常判定装置７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体の濃度に変換する。ここで、磁性体の濃度用の出力値（直流電圧信号）と、比較用の出力値（直流電圧信号）は、信号処理装置５により、磁性体の出力信号とリファレンス信号との位相差Δｆと、及び補正用の出力信号とリファレンス信号と位相差（図示せず）とを検出し、検出した位相差の量に応じて変換されるものであっても良い。

続いて、流体導出入手段２のピストン２ａを連続的に往復動することにより、検出部４内に潤滑油を導入した状態での計測処理（流体導入時の処理工程）と、検出部４内から潤滑油を排出（導出）した状態での計測処理（流体排出時の処理工程）とを交互に連続的に繰り返し、交流信号透過回路１９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、計測値表示及び異常判定装置７を介して磁性体の濃度の平均値を求める。なお、磁性体の濃度用の出力値は、図５の（Ｄ'）の如く、流体導出入手段２の往復動により、比較用の出力値に対して上下動する交流信号となっている。又、この交流信号を直流変換回路２１を用いて直流信号に変換しても良い。

更に、計測表示及び異常判定装置７では、制御部２２により、図７に示す如く、予め、原動機のピストン等における摺動物の摺動状態と磁性体の濃度との相関関係（基準データ）が入力される（ステップＳ１）と共に、磁性体を含む流体（検査対象物）から、信号処理部６等を介して磁性体の濃度、磁性体の濃度の変化率、磁性体の濃度変化の振幅、磁性体の濃度変化の周期、多点計測時における濃度偏差のうち少なくとも一つ以上の情報を取得し（ステップＳ２）、次いで、相関関係（基準データ）と磁性体を含む流体（検査対象物）から取得した情報を比較し（ステップＳ３）、ピストン等の摺動物の摺動状態を判定し（ステップＳ４）、ピストン等の摺動物の摺動状態に応じて、摺動物に対するドレイン油（潤滑流体）の供給量、供給時期、供給圧力、供給温度、ドレイン油（潤滑流体）の噴射方法、ドレイン油（潤滑流体）の性状を制御する（ステップＳ５）と共に、磁性体粉の濃度が一定の濃度を超えてピストン等の摺動物の磨耗量が大きいと判定した場合には、整備が必要な時期に達しているとして、計測値表示及び異常判定装置７より警告表示、警報、警告灯を介し管理者に告知する（ステップＳ６）。

このように、実施の形態の第一例によれば、励磁用コイル１１ａの電圧と検出用コイル（出力用コイル）１１ｂの電圧との間に生じる位相差を用いると共に、磁性体を含む検査対象物と、励磁用コイル１１ａ又は／及び出力用コイル１１ｂとを接近させた際に、磁性体の濃度に応じて生じる位相差の変化を利用するので、磁性体の濃度を精度良く計測することができる。又、実施の形態の第一例は、励磁用コイル１１ａの電圧と検出用コイル１１ｂの電圧との間に生じる位相差及び出力用コイル１１ｂの電圧変化を用いるので、磁性体の有無による励磁用コイル１１ａのリアクタンスの変化、磁性体の有無による検出用コイル（出力用コイル）１１ｂのリアクタンスの変化、検査対象物に発生する渦電流の変化、渦電流によるジュール損失の変化、コイルの周辺物体に発生する渦電流の変化、渦電流によるジュール損失の変化等の様々な変化を総合的に捉え、磁性体の濃度を精度良く計測することができる。ここで、磁性体の濃度を計測する際に、磁性体の有無による励磁用コイル１１ａのリアクタンスの変化、磁性体の有無による検出用コイル（出力用コイル）１１ｂのリアクタンスの変化、検査対象物に発生する渦電流の変化、渦電流によるジュール損失の変化、コイルの周辺物体に発生する渦電流の変化、渦電流によるジュール損失の変化等の中から一部の変化の位相差を利用して計測した場合には、電圧の位相差の場合と異なり、他の変化の影響を受けるので、磁性体の濃度を精度良く計測することができない。

事実、本発明者が行った実験結果によれば、図８のグラフで示す通り、実施の形態例で数百ｐｐｍの鉄粉を含む流体（検査対象）を測定した場合には、検査対象物の投入と同時に出力（濃度）が上昇し、更に検査対象物の排出に伴って出力（濃度）が低下しており、磁性体に対する反応が明瞭且つ迅速で、磁性体の濃度を精度良く計測できることが明らかである。

又、第一例において、計測手段に信号処理装置５のロックインアンプを使用すると、ロックインアンプにより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すると共にノイズ除去し、検出した位相差の量に応じた信号に変換するので、わずかな位相差で磁性体の濃度を高感度に検出し、潤滑油の磁性体の微小な濃度を好適に精度良く計測することができる。

更に、第一例において、ロックインアンプのリファレンス信号として励磁用コイル１１ａの電圧を用いると、交流電圧の出力信号から潤滑油導入時の磁性体の検出信号と、潤滑油排出時の補正用検出信号とを取得するので、ロックインアンプにより位相差を容易に検出すると共にノイズ除去し、潤滑油の磁性体の微小な濃度を好適に精度良く計測することができる。

又、第一例において、検査対象物と励磁用コイル１１ａ又は／及び出力用コイル１１ｂとを接近させる手段として、磁性体を含む流体が流れる流路又は磁性体を含む流体が溜る溜り部から検査対象物を導入する駆動手段を有すると、流体の検査対象を容易に取得若しくは排出するので、潤滑油の磁性体の微小な濃度を連続的に精度良く計測することができる。

第一例によれば、検出部４内の流体より磁性体の検出信号を取得すると共に同一周波数のリファレンス信号を準備し、リファレンス信号との位相差の変化及び出力用コイル１１ｂの電圧変化を計測し、計測した位相差の量に応じた信号に変換し、次に、流体が排出された検出部４より検出部４内の補正用検出信号を取得すると共にリファレンス信号との位相差の変化を計測し、計測した位相差の量に応じた信号に変換し、変換後の流体導入時の値と、変換後の流体排出時の値との差分を磁性体の濃度とするので、位相差の変化及び出力用コイル１１ｂの電圧変化を利用して磁性体の濃度を極めて精度良く計測することができる。なお、位相差の変化及び出力用コイル１１ｂの電圧変化は最終的に電圧の実効値に変換され、磁性体検出信号とする。

又、磁性体の濃度を、潤滑油の導出入の１回における変化幅を計測値として取得すると共に、潤滑油の導出入を連続して行って信号値を連続して取得するので、複数のデータを平均処理して、経時変化による基準点（ゼロ点）のドリフトや、オフセットの変化（揺らぎ）の影響を常に排除し、ドレイン油の磁性体の微小な濃度を連続的に計測することができる。

第一例において、リファレンス信号の位相又は磁性体の検出信号の位相は、他方の信号から、ずらして設定されると、増幅器１８，２５による信号の増幅を一層容易に行い得るので、ドレイン油の磁性体の微小な濃度を好適に計測することができる。ここで、位相を１０°〜１７０°ずらした場合には磁性体の微小な濃度を計測でき、位相を４５°〜１３５°ずらした場合には磁性体の微小な濃度を好適に計測でき、位相を９０°前後ずらした場合には磁性体の微小な濃度を極めて好適に計測できる。

第一例において、リファレンス信号の位相又は磁性体の検出信号の位相をずらし、磁性体の非検出時に、信号処理装置（ロックインアンプ）５の出力信号を直流電圧信号に変換した値をゼロに近づけると、信号の増幅を容易に行い得るので、ドレイン油の磁性体の微小な濃度を好適に計測することができる。

第一例において、検出手段３は、磁性体の検出信号を取得する検出用コイル１１ｂと、励磁用コイル１１ａとを備え、励磁用コイル１１ａに交流電圧を印加して検出用コイル１１ｂに交流電圧の出力信号を生じさせ、出力信号から磁性体の検出信号又は補正用検出信号を取得すると共に、励磁用コイル１１ａに接続された発振回路１４等からリファレンス信号を取得するように構成されると、交流電圧により磁性体の濃度に応じて電圧及び位相が変化するので、磁性体の濃度の計測を容易にし、潤滑油の磁性体の微小な濃度を好適に計測することができる。又、励磁用コイル１１ａを用いるので、検出用コイル１１ｂの出力信号に対する同一周波数のリファレンス信号を容易に準備することができる。

第一例において、検出手段３は、複数の励磁用コイル１１ａを互いに逆方向に巻いて配置すると共に、検出用コイル１１ｂを複数の励磁用コイル１１ａの間に配置し、検出用コイル１１ｂの出力信号が小さくなるように構成されると、増幅器１８，２５を介して磁性体の濃度を高感度に検出するので、ドレイン油の磁性体の微小な濃度を精度良く計測することができる。

第一例において、流体導出入手段２は、ピストン２ａの往復動でドレイン油を導出入するように構成されると、堆積した固形分を容易に排出すると共に計測を連続的に行い、外乱や経時変化による計測誤差を排除し、ドレイン油の磁性体の微小な濃度を連続的に精度良く計測することができる。又、ピストン２ａの往復運動により固形分等の堆積物を好適に排除するので、定期的なエアブローや機械的な除去を不要にすることができる。更に、ドレイン油が高粘度の場合であってもピストン２ａの往復運動により一定間隔でドレイン油を確実に導出入し得るので、ドレイン油の磁性体の濃度を連続的に精度良く計測することができる。

第一例において、信号処理部６は、同一周波数のリファレンス信号を用いて、流体導入時の磁性体の検出信号、又は流体排出時の補正用検出信号からノイズ除去を行う信号処理装置５を備えると、検出部４内の潤滑油より取得された磁性体の検出信号をバンドパスフィルタ１３でノイズを除去し、更に、同一周波数のリファレンス信号とあわせて信号処理装置５によりノイズ除去し、次に、ドレイン油が排出された検出部４より取得された補正用検出信号を、リファレンス信号とあわせて信号処理装置５によりノイズ除去し、変換後の各信号の値の差分をドレイン油の磁性体の濃度とするので、測定時の出力信号に重畳したノイズを除去し、ドレイン油の磁性体の微小な濃度を精度良く計測することができる。

第一例において、磁性体を含む流体（検査対象物）から、磁性体の濃度、濃度の変化率、濃度変化の振幅、濃度変化の周期、多点計測時における濃度偏差のうち少なくとも一つ以上の情報を取得し、予め求めた磁性体の濃度と摺動物の状態との相関関係より、摺動物の摺動状態を判断すると、ピストン等の摺動物の状態確認、メンテナンス、ドレイン油（潤滑流体）の制御を極めて容易且つ正確に行うことができる。

第一例において、摺動物の状態に応じて警告又は／及び警報を発する計測表示及び異常判定装置（警告手段）７を備えると、ピストン等の摺動物の状態確認、メンテナンスを極めて容易且つ迅速に行うことができる。

第一例において、摺動物の状態に応じて、摺動物に対するドレイン油（潤滑流体）の供給量、供給時期、供給圧力、供給温度、ドレイン油（潤滑流体）の噴射方法、潤滑流体の性状を制御すると、ピストン等の摺動物の摺動状態を好適に維持することができる。

本発明の実施の形態の第二例である磁性体濃度計測装置及び磁性体濃度計測方法を説明する。図９〜図１１は本発明の実施の形態の第二例を示すものである。

第二例の磁性体濃度計測装置及び磁性体濃度計測方法は、磁性体粉を含むドレイン油等の流体が流下する配管の流路３１に、流体導出入手段３２及び検出手段３３を備える検出部３４を接続し、検出部３４の検出手段３３には、ロックインアンプ３５等を備える信号処理部３６を接続し、更に信号処理部３６には、計測値表示及び異常判定装置３７を接続している。

ここで、配管の流路３１は、駆動用ピストンと駆動用シリンダ等を備えたディーゼルエンジン等の機器（図示せず）からドレイン油を排出するものであり、流路３１の下流には、ドレイン油の溜め部３８を形成する閉止手段の開閉弁３９と、開閉弁３９を回避するように配置される分岐流路４０とを備えており、分岐流路４０は、溜め部３８の上流側に形成される分岐口４１と、開閉弁３９の下流側に形成される合流口４２とを備え、溜め部３８から溢れ出したドレイン油を下流側へ流すようになっている。又、流体は、ドレイン油に限定されるものでなく、磁性体を含む流体ならばどのようなものでも良い。

検出部３４は、開閉弁３９と分岐口４１の間の流路３１に配置されるように溜め部３８に開口４３を形成する筒状の検出部本体４４と、検出部本体４４の内部を摺動する流体導出入手段３２のピストン３２ａと、流体導出入手段３２のピストン３２ａを進退動させる駆動手段の回転部４５と、検出部本体４４の外周部に配置される検出手段３３の複数のコイル４６を備えている。

検出手段３３の複数のコイル４６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４６ａ，４６ａと、二個の励磁用コイル４６ａ，４６ａの間に配置された検出用コイル４６ｂとを備え、励磁用コイル４６ａに交流電圧を印加した際には、検出用コイル４６ｂに交流電圧の出力信号を生じさせると共に、磁性体の非検出時に検出用コイル４６ｂの出力信号が小さくなるように調整されている。又、二個の励磁用コイル４６ａ，４６ａと、検出用コイル４６ｂは、相互インダクタンスが略均等になるようにコイル４６の巻き数、コイル４６間の距離を調整しており、相互インダクタンスが略均等になるように調整している。ここで、検出用コイル４６ｂの出力信号は小さくなるように調整することが好ましい。又、励磁用コイル４６ａと検出用コイル４６ｂの個数は特に限定されるものではない。更にコイル４６の外方には、外部からノイズが入らないよう、アルミ製の筒等のシールドを設けることが好ましい。又、コイル４６は、第一例と同様に、一個の励磁用コイルと、一個の励磁用コイルに近接して配置される検出用コイル（出力用コイル）とを備えても良い。

信号処理部３６は、検出用コイル４６ｂの出力信号から磁性体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４６ｂに接続されて微弱な波形信号を増幅する増幅回路４７と、増幅回路４７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４８と、励磁用コイル４６ａ，４６ａに接続されて励磁用の正弦波を得る正弦波発振回路４９と、正弦波発振回路４９に接続されて正弦波の位相をずらす位相回路５０と、位相回路５０に接続されて励磁用の正弦波を矩形波にするエッジトリガー回路５１とを備えている。ここで、位相回路５０は、バンドパスフィルタ４８とロックインアンプ３５の間に位置し、リファレンス信号の代わりに、磁性体の検出信号及び補正用検出信号を９０°前後ずらすようにしても良い。又、位相回路５０は、磁性体非検出時に位相を９０°ずらすことが好ましいが、波形の電気的なずれにより多少前後してずらしても良い。更に、位相回路５０は、位相のずれを第一例と略同様に、磁性体非検出時の状態で１０°〜１７０°の範囲にしても良い。

又、信号処理部３６は、バンドパスフィルタ４８とエッジトリガー回路５１とに夫々接続されるロックインアンプ３５と、ロックインアンプ３５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５２と、ローパスフィルタ５２に接続されて直流電圧信号を増幅する増幅器５３と、増幅器５３に接続される交流信号透過回路５４と、交流信号透過回路５４に接続される増幅器５５とを備えている。ここで、交流信号透過回路５４と増幅器５５の間には、図１１に示す如く、ピストン３２ａの動きに応じた交流信号を直流信号に変換する直流変換回路５６を備え、後の処理を容易にするようにしても良い。

更に計測値表示及び異常判定装置３７は、信号処理部３６の増幅器５５に接続されて、信号を磁性体の濃度に変換し且つ異常の警告を為し得るようになっている。更に計測値表示及び異常判定装置３７は、第一例と同様に、ピストン等の摺動物の潤滑状態に対して潤滑制御や異常の警告等を為し得るよう、所定の制御を行う制御部（図示せず）を備えても良い。

以下、本発明を実施する形態の第二例の作用を説明する。

ドレイン油（流体）に含まれる磁性体粉の濃度を計測する際には、予め検出部３４の流体導出入手段３２のピストン３２ａを押し出した状態で流路３１の開閉弁３９を閉じ、溜め部３８に一定量のドレイン油を溜める。次に、流体導出入手段３２のピストン３２ａを引き込むことにより溜め部３８のドレイン油を検出部３４内に導入し、ドレイン油のある状態で出力信号を計測処理する。ここで、流体導出入手段３２のピストン３２ａは、励磁用コイル４６ａの一個、検出用コイル４６ｂの半分程度にドレイン油が位置するまでドレイン油を引き込むことが好ましい。

検出部３４内にドレイン油を導入した状態で計測処理する際（流体導入時の処理工程）には、検出部３４のドレイン油から検出用コイル４６ｂ、増幅回路４７及びバンドパスフィルタ４８を介して磁性体の検出信号を取得する（図６では（Ａ'））と共に、励磁用コイル４６ａ、正弦波発振回路４９、位相回路５０及びエッジトリガー回路５１を介して、磁性体の検出信号（励磁電圧）と同一周波数で９０°前後ずらして設定された矩形波のリファレンス信号を準備し（図６では（Ｂ'））、ロックインアンプ３５により、磁性体の出力信号と、同一周波数のリファレンス信号とをあわせてノイズ除去を行い、ローパスフィルタ５２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６では（Ｄ'））、増幅器を介して交流信号透過回路５４に入力する。なお、図６の（Ｃ'）は、リファレンス信号により、磁性体の検出信号を反転させた状態を示し、この面積を積分処理すると図６の（Ｄ'）となる。

続いて、流体導出入手段３２のピストン３２ａを押し出すことにより検出部３４内のドレイン油を排出（導出）し、ドレイン油がない状態（流体導出入手段３２自体）の出力信号を計測処理する。ここで、流体導出入手段３２の往復運動の時間間隔は、計測する流体の粘度等により変化するが、数秒間隔で行うことが好ましい。

検出部３４内からドレイン油を排出（導出）した状態で計測処理する際（流体排出時の処理工程）には、検出部３４のドレイン油から検出用コイル４６ｂ、増幅回路４７及びバンドパスフィルタ４８を介して補正用検出信号を取得する（図５では（Ａ））と共に、励磁用コイル４６ａ、正弦波発振回路４９、位相回路５０及びエッジトリガー回路５１を介して、補正用検出信号（励磁電圧）と同一周波数で９０°前後ずらして設定された矩形波のリファレンス信号を準備し（図５では（Ｂ））、ロックインアンプ３５により、補正用検出信号と、同一周波数のリファレンス信号とをあわせてノイズ除去を行い、ローパスフィルタ５２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５では（Ｄ））、増幅器を介して交流信号透過回路５４に入力する。なお、図５の（Ｃ）は、リファレンス信号により、磁性体の検出信号を反転させた状態を示し、この面積を積分処理すると図５の（Ｄ）となる。

そして、交流信号透過回路５４により、磁性体の濃度用の出力値を補正するよう、図６に示す如く、磁性体の濃度用の出力値と、比較用の出力値とから差分ΔＶを求めて直流電圧信号に変換し、計測値表示及び異常判定装置３７により、予め求めた相関性（関数処理）によって差分を磁性体の濃度に変換する。ここで、磁性体の濃度用の出力値（直流電圧信号）と、比較用の出力値（直流電圧信号）は、ロックインアンプ３５により、磁性体の出力信号とリファレンス信号との位相差Δｆと、及び補正用の出力信号とリファレンス信号と位相差（図示せず）とを検出し、検出した位相差の量に応じて変換されるものであっても良い。

続いて、流体導出入手段のピストン３２ａを連続的に往復動することにより、検出部３４内にドレイン油を導入した状態での計測処理（流体導入時の処理工程）と、検出部３４内からドレイン油を排出（導出）した状態での計測処理（流体排出時の処理工程）とを交互に連続的に繰り返し、交流信号透過回路５４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、計測値表示及び異常判定装置３７を介して磁性体の濃度の平均値を求める。なお、磁性体の濃度用の出力値は、図６の（Ｄ'）の如く、流体導出入手段の往復動により、比較用の出力値に対して上下動する交流信号となっている。又、この交流信号を直流変換回路５６を用いて直流信号に変換しても良い。

ここでドレイン油を計測する状態において、磁性体粉の濃度が一定の濃度を超えた場合には、駆動用流体導出入手段と駆動用シリンダ等を備えた機器の磨耗量が大きく、整備が必要な時期に達しているとして、計測値表示及び異常判定装置３７より警告表示、警告音、警告灯を介し管理者に告知する。又、制御部（図示せず）を備えた場合には、第一例と同様に、ピストン等の摺動物の摺動状態と磁性体の濃度との相関関係（基準データ）と、磁性体を含む流体（検査対象物）から取得した情報とを比較し、ピストン等の摺動物の摺動状態を判定し、摺動物に対するドレイン油（潤滑流体）の制御や、警報等の発令を行っても良い。

このように実施の形態の第二例によれば、検出部３４内のドレイン油より取得された磁性体の検出信号を、同一周波数のリファレンス信号とあわせてロックインアンプ３５によりノイズ除去し、磁性体の濃度用の直流電圧成分に変換し、次に、ドレイン油が排出された検出部３４より取得された補正用検出信号を、同一周波数のリファレンス信号とあわせてロックインアンプ３５によりノイズ除去し、比較用の直流電圧成分に変換し、変換後の各直流成分の値の差分をドレイン油の磁性体の濃度とするので、測定時の出力信号に重畳したノイズを除去すると共に、流体導出入手段によりドレイン油を導出入して、堆積した固形分を排出し、ドレイン油の磁性体の微小な濃度を精度良く計測することができる。又、実施の形態の第二例は、第一例と同様に、励磁用コイル４６ａの電圧と検出用コイル４６ｂの電圧との間に生じる位相差を用いるので、磁性体の有無による励磁用コイル４６ａのリアクタンスの変化、磁性体の有無による検出用コイル（出力用コイル）４６ｂのリアクタンスの変化、検査対象物に発生する渦電流の変化、渦電流によるジュール損失の変化、コイルの周辺物体に発生する渦電流の変化、渦電流によるジュール損失の変化等の様々な変化を総合的に捉え、磁性体の濃度を精度良く計測することができる。ここで、磁性体の濃度を計測する際に、磁性体の有無による励磁用コイル４６ａのリアクタンスの変化、磁性体の有無による検出用コイル（出力用コイル）４６ｂのリアクタンスの変化、検査対象物に発生する渦電流の変化、渦電流によるジュール損失の変化、コイルの周辺物体に発生する渦電流の変化、渦電流によるジュール損失の変化等の中から一部の変化の位相差を利用して計測した場合には、電圧の位相差の場合と異なり、他の変化の影響を受けるので、磁性体の濃度を精度よく計測することができない。

又、磁性体の濃度を、ドレイン油の導出入の１回における各直流成分として取得すると共に、ドレイン油の導出入を繰り返し行って各直流成分の値の差分を複数取得するので、複数のデータを平均処理して、経時変化による基準点（ゼロ点）のドリフトや、オフセットの変化（揺らぎ）の影響を常に排除し、ドレイン油の磁性体の微小な濃度を連続的に計測することができる。

第二例において、交流電圧の出力信号からドレイン油導入時の磁性体の検出信号とドレイン油排出時の補正用検出信号とを取得し、ロックインアンプ３５により各信号とリファレンス信号との位相差を検出し、検出した位相差の量に応じた信号に変換すると、わずかな位相差で磁性体の濃度を高感度に検出するので、ドレイン油の磁性体の微小な濃度を好適に精度良く計測することができる。

第二例において、リファレンス信号の位相又は磁性体の検出信号の位相をずらし、磁性体の非検出時に、ロックインアンプ３５の出力信号を直流電圧信号に変換した値をゼロに近づけると、信号の増幅を容易に行い得るので、ドレイン油の磁性体の微小な濃度を好適に計測することができる。

第二例において、リファレンス信号の位相又は磁性体の検出信号の位相は、他方の信号から９０°前後ずらすと、増幅器５３，５５による信号の増幅を一層容易に行い得るので、ドレイン油の磁性体の微小な濃度を極めて好適に計測することができる。

第二例において、検出手段は、磁性体の検出信号を取得する検出用コイル４６ｂと、励磁用コイル４６ａとを備え、励磁用コイル４６ａに交流電圧を印加して検出用コイル４６ｂに交流電圧の出力信号を生じさせ、出力信号から磁性体の検出信号又は補正用検出信号を取得すると共に、励磁用コイル４６ａに接続された発振回路４９等からリファレンス信号を取得するように構成されると、交流電圧により磁性体の濃度に応じて電圧及び位相が変化するので、磁性体の濃度の計測を容易にし、ドレイン油の磁性体の微小な濃度を好適に計測することができる。又、励磁用コイル４６ａを用いるので、検出用コイル４６ｂの出力信号に対する同一周波数のリファレンス信号を容易に準備することができる。

第二例において、検出手段は、複数の励磁用コイル４６ａを互いに逆方向に巻いて配置すると共に、検出用コイル４６ｂを複数の励磁用コイル４６ａの間に配置し、検出用コイル４６ｂの出力信号が小さくなるように構成されると、増幅器５３，５５を介して磁性体の濃度を高感度に検出するので、ドレイン油の磁性体の微小な濃度を精度良く計測することができる。

第二例において、流体導出入手段は、ピストン３２ａの往復動でドレイン油を導出入するように構成されると、堆積した固形分を容易に排出すると共に計測を連続的に行い、外乱や経時変化による計測誤差を排除し、ドレイン油の磁性体の微小な濃度を連続的に精度良く計測することができる。又、ピストン３２ａの往復運動により固形分等の堆積物を好適に排除するので、定期的なエアブローや機械的な除去を不要にすることができる。更に、ドレイン油が高粘度の場合であってもピストン３２ａの往復運動により一定間隔でドレイン油を確実に導出入し得るので、ドレイン油の磁性体の濃度を連続的に精度良く計測することができる。更に、第二例は、第一例と略同様な作用効果を得ることができる。

以下、本発明の実施の形態の第三例である磁性体濃度計測装置を説明する。図１２は本発明の実施の形態の第三例を示すものである。なお、図中図９と同一の符号を付した部分は同一物を表わしている。

第三例の磁性体濃度計測装置は、ドレイン油等の流体が流下する配管の流路３１を変形したものであり、第三例の流路６１には第一例と略同じ検出部３４を接続している。

第二例の配管の流路６１は、駆動用ピストンと駆動用シリンダ等を備えたディーゼルエンジン等の機器（図示せず）からドレイン油を排出するものであり、流路６１の下流には、水平方向から鉛直方向に湾曲して延在するメイン流路６２と、メイン流路６２の鉛直方向の部分に配置される閉止手段の開閉弁６３と、開閉弁６３を回避するよう第一例と略同様に分岐口６４と合流口６５を形成して配置される分岐流路６６と、開閉弁６３と分岐口６４の間から所定長さで水平方向に延在する延在流路６７と、延在流路６７の端側とメイン流路６２の水平方向の部分とを接続する小径の連絡流路６８とを備えている。

ここで、分岐口６４から閉止手段の開閉弁６３までのメイン流路６２は、古いドレイン油の流体を溜める第一の溜め部６９となり、延在流路６７と連絡流路６８は、新たなドレイン油の流体を受け入れて溜める第二の溜め部７０となっている。又、分岐流路６６は、第一例と同様に第一の溜め部６９から溢れ出したドレイン油を下流側へ流すようになっている。更に、連絡流路６８は、メイン流路６２の鉛直方向の部分よりも、ドレイン油が最初に流入されるように配置されている。

一方、検出部３４は、延在流路６７と連絡流路６８の合流部分に配置されるように第二の溜め部７０に開口４３を形成する筒状の検出部本体４４と、検出部本体４４の内部を摺動する流体導出入手段３２のピストン３２ａと、流体導出入手段３２のピストン３２ａを駆動させる駆動手段（図示せず）と、検出部本体４４の外周部に配置される検出手段３３の複数のコイル４６と、コイル４６の信号を制御する検出手段３３の信号処理部３６と、信号処理部３６に接続された計測値表示及び異常判定装置３７とを備えている。又、検出部３４の検出部本体４４は、流体の導出入の確実性を高めるために、延在流路６７の端部から延在するように配置されている。

以下、本発明を実施する形態の第三例の作用を説明する。

ドレイン油に含まれる磁性体粉の濃度を計測する際には、予め検出部３４の流体導出入手段３２のピストン３２ａを押し出した状態で配管のメイン流路６２の開閉弁６３を閉じ、第一の溜め部６９及び第二の溜め部７０に一定量のドレイン油を溜め、流体導出入手段３２を用いて第二の溜め部７０のドレイン油を導出入することにより、実施の形態の第一例と略同様に、磁性体の濃度を計測する。

このように実施の形態の第三例によれば、第一例と略同様な作用効果を得ることができる。又、実施の形態の第三例において、溜め部は、古い流体を溜める第一の溜め部６９と、新たな流体を受け入れて溜める第二の溜め部７０を備え、検出部３４を第二の溜め部７０に接続すると、流体導出入手段３２により検出部３４内に新たなドレイン油の流体を導入するので、古い流体と新たな流体が混ざることを防止し、流体の磁性体の濃度を連続的に精度良く計測することができる。更に、検出部３４の配置と共に第一の溜め部６９及び第二の溜め部７０により流体へのエアの混入を好適に防止するので、流体の磁性体粉の濃度を連続的に且つ極めて精度良く計測することができる。

なお、本発明の磁性体濃度計測装置及び磁性体濃度計測方法は、上述の形態例にのみ限定されるものではなく、磁性体の濃度を連続的に測定して外乱や経時変化の影響を排除するものならば、形態例に限定されるものでなく、他の構成や信号処理でも良いこと、流体はドレイン油に限定されるものでなく、他の油、水溶液、水、粉体等でも良いこと、流体導入時の処理工程の信号と、流体排出時の処理工程の信号との差分を求めることができるものならば、手段は限定されるものでなく、他の処理手段でも良いこと、流体導出入手段はピストンの代わりに偏心回転体でも良いこと、その他、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。

本発明の実施の形態の第一例を示す概念図である。 本発明の実施の形態の第一例において他の例を示す概念図である。 本発明の実施の形態における流体導出入手段及び信号処理部の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態における流体導出入手段及び信号処理部の構成を示す他の例のブロック図である。 磁性体の影響のない状態で出力信号から比較用の出力値（直流電圧信号）までの処理を示す概念図である。 磁性体の影響のある状態で出力信号から磁性体の濃度用の出力値（直流電圧信号）までの処理を示す概念図である。 磁性体（検査対象物）の濃度等を求めて摺動物の摺動状態を判定するフロー図である。 実際に検査対象物を測定した際の検出状態を示すグラフである。 本発明の実施の形態の第二例を示す概略図である。 本発明の実施の形態の第二例における流体導出入手段及び信号処理部の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態の第二例における流体導出入手段及び信号処理部の構成を示す他の例のブロック図である。 本発明の実施の形態の第三例を示す概略図である。

符号の説明

１ 流路
２ 流体導出入手段（駆動手段）
２ａ ピストン
３ 検出手段
４ 検出部
５ 信号処理装置
６ 信号処理部（計測手段）
７ 計測値表示及び異常判定装置（警告手段）
１１ コイル
１１ａ 励磁用コイル
１１ｂ 検出用コイル（出力用コイル）
１１ｃ 励磁用コイル
１１ｄ 検出用コイル（出力用コイル）
１４ 正弦波発振回路（発振回路）
３１ 流路
３２ 流体導出入手段
３２ａ ピストン
３３ 検出手段
３４ 検出部
３５ ロックインアンプ
３６ 信号処理部
３７ 計測値表示及び異常判定装置（警告手段）
４６ コイル
４６ａ 励磁用コイル
４６ｂ 検出用コイル（出力用コイル）
４９ 正弦波発振回路（発振回路）
６１ 流路
７０ 第二の溜め部

Claims (16)

1. 磁性体を含む流体が流下する流路、又は磁性体を含む流体が溜まる溜り部に接続されて流体導出入手段及び検出手段を配する検出部と、前記検出手段に接続されてロックインアンプを配する信号処理部とを備え、
   前記検出部は、流体導出入手段により流体を導出入し且つ検出手段を介して交流電圧の出力信号から流体導入時の磁性体の検出信号と流体排出時の補正用検出信号とを取得し、
   前記信号処理部は、
   同一周波数のリファレンス信号を用いてロックインアンプにより前記磁性体の検出信号からノイズ除去を行うと同時に、前記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、検出した位相差の量に応じて直流電圧信号に変換し、
   また同一周波数のリファレンス信号を用いてロックインアンプにより前記補正用検出信号からノイズ除去を行うと同時に、前記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、検出した位相差の量に応じて直流電圧信号に変換し、
   磁性体の検出信号による変換後の直流電圧信号と、補正用検出信号による変換後の直流電圧信号とから差分を検出し、該差分を磁性体の濃度として検出するように構成されたことを特徴とする磁性体濃度計測装置。
2. 磁性体を含む流体が流下する流路、又は磁性体を含む流体が溜まる溜り部に接続されて流体導出入手段及び検出手段を配する検出部と、前記検出手段に接続されてロックインアンプを配する信号処理部とを備え、
   前記検出部は、流体導出入手段により流体を導出入し且つ検出手段を介して流体導入時の磁性体の検出信号と流体排出時の補正用検出信号とを取得し、
   前記信号処理部は、
   同一周波数のリファレンス信号を用いてロックインアンプにより前記磁性体の検出信号からノイズ除去を行ったのち直流電圧信号に変換し、
   また同一周波数のリファレンス信号を用いてロックインアンプにより前記補正用検出信号からノイズ除去を行ったのち直流電圧信号に変換し、
   磁性体の検出信号による変換後の直流電圧信号と、補正用検出信号による変換後の直流電圧信号とから差分を検出し、該差分を磁性体の濃度として検出するように構成されたことを特徴とする磁性体濃度計測装置。
3. 前記信号処理部は、リファレンス信号の位相又は磁性体の検出信号の位相をずらし、磁性体の非検出時に、出力信号を直流電圧信号に変換した値をゼロに近づけるように構成されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の磁性体濃度計測装置。
4. 前記検出手段は、磁性体の検出信号を取得する出力用コイルと、励磁用コイルとを備え、前記励磁用コイルに交流電圧を印加して出力用コイルに交流電圧の出力信号を生じさせ、前記出力信号から磁性体の検出信号又は補正用検出信号を取得すると共に、前記励磁用コイルに接続された発振回路からリファレンス信号を取得するように構成されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の磁性体濃度計測装置。
5. 前記検出手段は、複数の励磁用コイルを互いに逆方向に巻いて配置すると共に、検出用コイルを複数の励磁用コイルの間に配置し、前記検出用コイルの出力信号が小さくなるように構成されたことを特徴とする請求項１、２、４のいずれかに記載の磁性体濃度計測装置。
6. 前記流体導出入手段は、ピストンの往復動で流体を導出入するように構成されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の磁性体濃度計測装置。
7. 磁性体を含む検査対象物、又は磁性体を含む流体から、磁性体の濃度、濃度の変化率、濃度変化の振幅、濃度変化の周期、多点計測時における濃度偏差のうち少なくとも一つ以上の情報を取得し、予め求めた磁性体の濃度と摺動物の状態との相関関係より、摺動物の状態を判断するように構成したことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の磁性体濃度計測装置。
8. 摺動物の状態に応じて警告又は／及び警報を発する警告手段を備えたことを特徴とする請求項７に記載の磁性体濃度計測装置。
9. 摺動物の状態に応じて、摺動物に対する潤滑流体の供給量、供給時期、供給圧力、供給温度、潤滑流体の噴射方法、潤滑流体の性状を制御するように構成したことを特徴とする請求項７に記載の磁性体濃度計測装置。
10. 磁性体を含む流体が流下する流路、又は磁性体を含む流体が溜まる溜り部から検出部へ流体を導入し、検出部の流体から磁性体の検出信号を取得すると共に同一周波数のリファレンス信号を準備し、磁性体の検出信号と同一周波数のリファレンス信号とをあわせてロックインアンプによりノイズ除去を行い、磁性体の濃度用の出力値として直流電圧信号に変換するように処理される流体導入時の処理工程と、
    前記検出部から流体を排出し、検出部内の補正用検出信号を取得すると共に同一周波数のリファレンス信号を準備し、補正用検出信号と同一周波数のリファレンス信号とをあわせてロックインアンプによりノイズ除去を行い、比較用の出力値として直流電圧信号に変換するように処理される流体排出時の処理工程とを備え、
    前記磁性体の濃度用の出力値を、前記比較用の出力値により補正することを特徴とする磁性体濃度計測方法。
11. 流体導入時の処理工程で、交流電圧の出力信号から磁性体の検出信号を取得し、前記磁性体の検出信号と、同一周波数のリファレンス信号とをあわせてロックインアンプにより前記磁性体の検出信号からノイズ除去を行うと同時に、前記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、検出した位相差の量に応じて磁性体の濃度用の出力値に変換し、
    流体排出時の処理工程で、交流電圧の出力信号から補正用検出信号を取得し、前記補正用検出信号と、同一周波数のリファレンス信号とをあわせてロックインアンプにより前記補正用検出信号からノイズ除去を行うと同時に、前記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、検出した位相差の量に応じて比較用の出力値に変換することを特徴とする請求項１０に記載の磁性体濃度計測方法。
12. 流体導入時の処理工程と、流体排出時の処理工程とを交互に連続的に繰り返すことにより、磁性体の濃度用の出力値と、比較用の出力値とから差分を更に直流電圧信号に変換し、予め求めた相関性によって前記差分を磁性体の濃度に変換し、外乱や経時変化による計測誤差を排除することを特徴とする請求項１０又は１１に記載の磁性体濃度計測方法。
13. 前記リファレンス信号の位相又は磁性体の検出信号の位相をずらし、信号処理装置の出力信号を直流電圧信号に変換した値をゼロに近づけることを特徴とする請求項１０〜１２のいずれかに記載の磁性体濃度計測方法。
14. 磁性体を含む検査対象物、又は磁性体を含む流体から、磁性体の濃度、濃度の変化率、濃度変化の振幅、濃度変化の周期、多点計測時における濃度偏差のうち少なくとも一つ以上の情報を取得し、予め求めた磁性体の濃度と摺動物の状態との相関関係より、摺動物の状態を判断することを特徴とする請求項１０〜１３のいずれかに記載の磁性体濃度計測方法。
15. 摺動物の状態に応じて警告又は／及び警報を発することを特徴とする請求項１４に記載の磁性体濃度計測方法。
16. 摺動物の状態に応じて、摺動物に対する潤滑流体の供給量、供給時期、供給圧力、供給温度、潤滑流体の噴射方法、潤滑流体の性状を制御することを特徴とする請求項１４に記載の磁性体濃度計測方法。

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