JP5309705B2 - Film thickness measuring apparatus and film thickness measuring method - Google Patents

Film thickness measuring apparatus and film thickness measuring method Download PDF

Info

Publication number
JP5309705B2
JP5309705B2 JP2008152900A JP2008152900A JP5309705B2 JP 5309705 B2 JP5309705 B2 JP 5309705B2 JP 2008152900 A JP2008152900 A JP 2008152900A JP 2008152900 A JP2008152900 A JP 2008152900A JP 5309705 B2 JP5309705 B2 JP 5309705B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
capacitance
piston ring
film thickness
capacitance sensor
electrode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2008152900A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2009300160A (en
Inventor
強 寺内
武寿 高野
雄一 高濱
吉之 齋藤
孝行 廣瀬
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
IHI Corp
Original Assignee
IHI Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by IHI Corp filed Critical IHI Corp
Priority to JP2008152900A priority Critical patent/JP5309705B2/en
Publication of JP2009300160A publication Critical patent/JP2009300160A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5309705B2 publication Critical patent/JP5309705B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)

Description

本発明は、膜厚計測装置および膜厚計測方法に関する。   The present invention relates to a film thickness measuring device and a film thickness measuring method.

従来、エンジンシリンダ内部の油膜の膜厚を計測する装置の1つとして、油膜が形成されているピストンリングとシリンダとの間隙の静電容量を計測し、計測した静電容量に基づいて膜厚を算出する膜厚計測装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。   Conventionally, as one of the devices for measuring the film thickness of the oil film inside the engine cylinder, the capacitance of the gap between the piston ring on which the oil film is formed and the cylinder is measured, and the film thickness is based on the measured capacitance. There is known a film thickness measuring apparatus that calculates the above (for example, see Patent Document 1).

また、特許文献1に記載の膜厚計測装置の健全性を確認するには、膜厚計測装置を備えたエンジンが稼働していない状態において、静電容量計測器を用いて、膜厚測定装置が備える静電容量型センサの健全性(断線、異物の付着、センサの凹みなど)を確認していた。
特開2007−107947号公報
Moreover, in order to confirm the soundness of the film thickness measuring device described in Patent Document 1, in a state where the engine equipped with the film thickness measuring device is not operating, the film thickness measuring device is used by using a capacitance measuring device. Has confirmed the soundness (disconnection, adhesion of foreign matter, dent of the sensor, etc.) of the capacitance type sensor included in.
JP 2007-107947 A

しかしながら、静電容量計測器を用いて計測を行い、過去のデータと照らし合わせて静電容量型センサの健全性を確認するには時間がかかるという問題があった。また、エンジンが船舶に搭載されている場合、航海中に静電容量型センサの健全性を確認することができないという問題があった。   However, there is a problem that it takes time to perform measurement using a capacitance measuring instrument and to check the soundness of the capacitance type sensor against past data. In addition, when the engine is mounted on a ship, there is a problem that the soundness of the capacitive sensor cannot be confirmed during voyage.

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、静電容量型センサの健全性を容易に確認することができ、エンジンが稼働している状態においても静電容量型センサの健全性を確認することができる膜厚計測装置および膜厚計測方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and can easily check the soundness of the capacitive sensor, and the capacitive sensor can be used even when the engine is operating. It aims at providing the film thickness measuring apparatus and film thickness measuring method which can confirm soundness.

本発明は、シリンダライナのピストンリング摺動面と面一に設けられた1もしくは複数の電極とピストンリングとの間隙の静電容量を検出することによって前記間隙に形成された潤滑油の油膜の膜厚を計測する膜厚計測装置であって、前記電極に定電流を供給することによって前記静電容量に対して充電を行い、当該充電に伴う充電電圧の変化に基づいて静電容量を検出し、当該静電容量を示す検出信号を出力する静電容量検出部と、前記静電容量検出部が出力する前記検出信号に基づいた前記静電容量と、所定の閾値とを比較し、当該膜厚計測装置に異常が起きているか否か判断する判断部と、を備えたことを特徴とする膜厚計測装置である。   According to the present invention, an oil film of a lubricating oil formed in the gap is detected by detecting the capacitance of the gap between the piston ring and the piston ring sliding surface of the cylinder liner. A film thickness measuring device for measuring a film thickness, wherein the electrostatic capacity is charged by supplying a constant current to the electrode, and the electrostatic capacity is detected based on a change in charging voltage accompanying the charging. And comparing a capacitance detection unit that outputs a detection signal indicating the capacitance, the capacitance based on the detection signal output by the capacitance detection unit, and a predetermined threshold, A film thickness measuring apparatus comprising: a determination unit that determines whether or not an abnormality has occurred in the film thickness measuring apparatus.

また、本発明は、ピストンリング摺動面に対するピストンリングの位置を示すクランク回転角を検出するクランク回転角検出部を備え、前記判断部は、前記静電容量と前記閾値とを比較する際に、前記電極と前記ピストンリングとが対向している状態で検出された前記静電容量と、前記電極と前記ピストンリングとが対向していない状態で検出された前記静電容量とで異なる閾値を用いることを特徴とする膜厚計測装置である。   The present invention further includes a crank rotation angle detection unit that detects a crank rotation angle indicating a position of the piston ring with respect to the piston ring sliding surface, and the determination unit compares the capacitance with the threshold value. The electrostatic capacitance detected in a state where the electrode and the piston ring are opposed to each other and a threshold value different between the electrostatic capacitance detected in a state where the electrode and the piston ring are not opposed to each other. It is a film thickness measuring apparatus characterized by being used.

また、本発明は、シリンダライナのピストンリング摺動面と面一に設けられた1もしくは複数の電極とピストンリングとの間隙の静電容量を検出することによって前記間隙に形成された潤滑油の油膜の膜厚を計測する膜厚計測方法であって、前記電極に定電流を供給することによって前記静電容量に対して充電を行い、当該充電に伴う充電電圧の変化に基づいて静電容量を検出し、当該静電容量を示す検出信号を出力する静電容量検出ステップと、前記静電容量検出ステップで出力する前記検出信号に基づいた前記静電容量と、所定の閾値とを比較し、当該膜厚計測装置に異常が起きているか否か判断する判断ステップと、を有することを特徴とする膜厚計測方法である。   The present invention also provides a lubricant oil formed in the gap by detecting the electrostatic capacitance of the gap between the piston ring and one or more electrodes provided on the same plane as the piston ring sliding surface of the cylinder liner. A film thickness measurement method for measuring a film thickness of an oil film, wherein the electrostatic capacity is charged by supplying a constant current to the electrode, and the electrostatic capacity is based on a change in charging voltage associated with the charging. And detecting a capacitance indicating the capacitance, and comparing the capacitance based on the detection signal output in the capacitance detection step with a predetermined threshold value. And a determination step for determining whether or not an abnormality has occurred in the film thickness measuring apparatus.

また、本発明は、ピストンリング摺動面に対するピストンリングの位置を示すクランク回転角を検出するクランク回転角検出ステップを有し、前記判断ステップでは、前記静電容量と前記閾値とを比較する際に、前記電極と前記ピストンリングとが対向している状態で検出された前記静電容量と、前記電極と前記ピストンリングとが対向していない状態で検出された前記静電容量とで異なる閾値を用いることを特徴とする膜厚計測方法である。   The present invention further includes a crank rotation angle detection step of detecting a crank rotation angle indicating a position of the piston ring with respect to the piston ring sliding surface, and the determination step includes comparing the capacitance with the threshold value. In addition, the electrostatic capacitance detected in a state where the electrode and the piston ring are opposed to each other and a threshold value which is different from the electrostatic capacitance detected in a state where the electrode and the piston ring are not opposed to each other Is a method for measuring a film thickness.

本発明によれば、静電容量型センサの健全性を容易に確認することができ、エンジンが稼働している状態においても静電容量型センサの健全性を確認することができる。   According to the present invention, the soundness of the capacitive sensor can be easily confirmed, and the soundness of the capacitive sensor can be confirmed even when the engine is operating.

以下、図面を参照し、本発明の一実施形態について説明する。図1は本実施形態における膜厚計測装置の機能構成を示した構成図である。図示する例では、膜厚計測装置は、静電容量センサ1と、信号変換部2(C/V変換器)と、信号処理部3と、エンコーダ4と、記憶部5とを備える。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram showing a functional configuration of a film thickness measuring apparatus in the present embodiment. In the illustrated example, the film thickness measuring device includes a capacitance sensor 1, a signal conversion unit 2 (C / V converter), a signal processing unit 3, an encoder 4, and a storage unit 5.

本実施形態における膜厚計測装置は、従来知られているとおり、シリンダライナ6の内壁面(ピストンリング摺動面)に設けられた静電容量センサ1と、ピストン7に設けられたピストンリング8との間の静電容量を検出し、検出した静電容量に基づいて静電容量センサ1と、ピストンリング8との間隙に形成されている潤滑油の油膜の厚さを計測するものである。   As is conventionally known, the film thickness measuring apparatus according to the present embodiment includes a capacitance sensor 1 provided on the inner wall surface (piston ring sliding surface) of the cylinder liner 6 and a piston ring 8 provided on the piston 7. And the thickness of the oil film of the lubricating oil formed in the gap between the capacitance sensor 1 and the piston ring 8 is measured based on the detected capacitance. .

静電容量センサ1とピストンリング8とが対向したとき、静電容量センサ1とピストンリング8との間隙に形成された油膜を誘電体とした計測コンデンサが構成されることになる。したがって、この静電容量センサ1とピストンリング8との間の静電容量を検出することで油膜の膜厚を求めることができる。   When the capacitance sensor 1 and the piston ring 8 face each other, a measurement capacitor using an oil film formed in a gap between the capacitance sensor 1 and the piston ring 8 as a dielectric is configured. Therefore, the film thickness of the oil film can be obtained by detecting the capacitance between the capacitance sensor 1 and the piston ring 8.

静電容量センサ1は、静電容量センサ1とピストンリング8との間の静電容量を検出する。信号変換部2はC/V変換器であり、静電容量センサ1が検出した静電容量を電圧(出力電圧値)に変換する。エンコーダ4(クランク回転角検出部)は、エンジンが備えるクランク(図示せず)の角度を検出する。   The capacitance sensor 1 detects the capacitance between the capacitance sensor 1 and the piston ring 8. The signal converter 2 is a C / V converter, and converts the capacitance detected by the capacitance sensor 1 into a voltage (output voltage value). The encoder 4 (crank rotation angle detector) detects the angle of a crank (not shown) provided in the engine.

クランク角度に応じてピストンリング8の位置が一意に決まるため、エンコーダ4が検出したクランク角度に基づいてピストンリング8の位置を算出することができる。信号処理部3は、エンコーダ4が検出したクランクの角度に基づいて、静電容量センサ1とピストンリング8との位置関係を算出し、静電容量センサ1が静電容量を検出した時点でのピストンリング8と静電容量センサ1との位置関係を判断する。   Since the position of the piston ring 8 is uniquely determined according to the crank angle, the position of the piston ring 8 can be calculated based on the crank angle detected by the encoder 4. The signal processing unit 3 calculates the positional relationship between the capacitance sensor 1 and the piston ring 8 based on the crank angle detected by the encoder 4, and at the time when the capacitance sensor 1 detects the capacitance. The positional relationship between the piston ring 8 and the capacitance sensor 1 is determined.

また、信号処理部3は、信号変換部2が変換した出力電圧値と、補正用電圧値より容量換算用電圧値を算出する。続いて、信号処理部3は、容量換算用電圧値に基づいて、静電容量センサ1とピストンリング8との間の静電容量を算出する。続いて、信号処理部3は、算出した静電容量に基づいて、油膜の膜厚を算出する。   Further, the signal processing unit 3 calculates a capacity conversion voltage value from the output voltage value converted by the signal conversion unit 2 and the correction voltage value. Subsequently, the signal processing unit 3 calculates the capacitance between the capacitance sensor 1 and the piston ring 8 based on the capacitance conversion voltage value. Subsequently, the signal processing unit 3 calculates the film thickness of the oil film based on the calculated capacitance.

また、信号処理部3は、算出した静電容量の値と、静電容量センサ1が静電容量を検出した時点でのピストンリング8と静電容量センサ1との位置関係(ピストンリング8が静電容量センサ1を通過したタイミングであるか否か)とを関連づけて記憶部5に記憶させる。   In addition, the signal processing unit 3 determines the calculated capacitance value and the positional relationship between the piston ring 8 and the capacitance sensor 1 when the capacitance sensor 1 detects the capacitance (the piston ring 8 is And whether or not it is the timing when it has passed through the capacitance sensor 1 is stored in the storage unit 5 in association with each other.

また、信号処理部3は、静電容量センサ1の健全性を判断する。判断方法については後述する。   In addition, the signal processing unit 3 determines the soundness of the capacitance sensor 1. The determination method will be described later.

次に、図2を参照して、クランク角度と静電容量の差について説明する。図2は、本実施形態における静電容量センサ1とピストンリング8との間の静電容量と、エンジンのクランク角度との関係を示した図である。静電容量の差は、信号処理部3が算出した静電容量と、ピストンリングが静電容量センサ1を通過していない状態での静電容量との差である。   Next, the difference between the crank angle and the capacitance will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the capacitance between the capacitance sensor 1 and the piston ring 8 and the crank angle of the engine in the present embodiment. The difference in capacitance is a difference between the capacitance calculated by the signal processing unit 3 and the capacitance when the piston ring does not pass through the capacitance sensor 1.

図示する例では、所定のクランク角度において静電容量の差が大きくなっている。静電容量の差が大きくなる場合は、ピストンリング8と静電容量センサ1とが対向している場合である。このように、静電容量の差とクランク角度との関係は一義的に決まっている。したがって、ピストンリング8と静電容量センサ1とが対向するときのクランク角度を予め求めておくことで、クランク角度に基づいてピストンリング8と静電容量センサ1との位置関係を判断することができる。   In the illustrated example, the difference in capacitance is large at a predetermined crank angle. The case where the difference in capacitance becomes large is when the piston ring 8 and the capacitance sensor 1 face each other. Thus, the relationship between the difference in capacitance and the crank angle is uniquely determined. Therefore, by determining in advance the crank angle when the piston ring 8 and the capacitance sensor 1 face each other, the positional relationship between the piston ring 8 and the capacitance sensor 1 can be determined based on the crank angle. it can.

次に、静電容量センサ1に異常が起きた場合における静電容量について説明する。図3は、ピストンリング8が静電容量センサ1を通過していない状態において、初期値との静電容量の差と、時間との関係を示した図である。   Next, the capacitance when an abnormality occurs in the capacitance sensor 1 will be described. FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the difference in capacitance from the initial value and time in a state where the piston ring 8 does not pass through the capacitance sensor 1.

静電容量センサ1に何も障害が起きていない場合に、ピストンリング8が静電容量センサ1を通過していない状態にて測定した静電容量を非通過時の初期値とし、非通過時の初期値と信号処理部3が算出した静電容量との差を、初期値との静電容量の差としている。具体的には、エンジンが船舶に搭載されている場合、陸上試験や出航前に静電容量計測器を用いて、ピストンリング8が静電容量センサ1を通過していない状態において、ピストンリング8と静電容量センサ1との間の静電容量を計測し、計測した値を非通過時の初期値とする。また、記憶部5はこの非通過時の初期値を記憶する。   When there is no failure in the capacitance sensor 1, the capacitance measured in a state where the piston ring 8 does not pass through the capacitance sensor 1 is set as an initial value when not passing, and when not passing The difference between the initial value and the capacitance calculated by the signal processing unit 3 is the difference in capacitance from the initial value. Specifically, when the engine is mounted on a ship, the piston ring 8 is used in a state where the piston ring 8 does not pass through the capacitance sensor 1 by using a capacitance measuring device before a land test or departure. And the electrostatic capacitance sensor 1 are measured, and the measured value is set as an initial value when no passage is made. Further, the storage unit 5 stores the initial value at the time of non-passing.

図示する例では、シリンダ内に水やガスなどの異物が混入した際に初期値との静電容量の差が大きくなっている。これは、異物が混入することで、ピストンリング8と静電容量センサ1との間での静電容量が大きくなるためである。また、静電容量センサ1に接続しているケーブルが断線した際に初期値との静電容量の差が小さくなっている。これは、ケーブルが断線することで、ピストンリング8と静電容量センサ1との間の静電容量を測定することができなくなるためである。   In the example shown in the figure, when a foreign substance such as water or gas enters the cylinder, the difference in capacitance from the initial value is large. This is because the capacitance between the piston ring 8 and the capacitance sensor 1 increases due to the mixing of foreign matter. Further, when the cable connected to the capacitance sensor 1 is disconnected, the difference in capacitance from the initial value is small. This is because the capacitance between the piston ring 8 and the capacitance sensor 1 cannot be measured because the cable is disconnected.

よって、ピストンリング8が静電容量センサ1を通過していない状態において、初期値との静電容量の差が、予め設定している非通過時の下限閾値と非通過時の上限閾値の範囲を超えたか否か判断することで、静電容量センサ1の健全性を判断することができる。なお、本実施形態では、記憶部5は非通過時の下限閾値と非通過時の上限閾値を予め記憶している。   Therefore, in a state where the piston ring 8 does not pass through the capacitance sensor 1, the difference in capacitance from the initial value is within a preset range between the lower threshold when not passing and the upper threshold when not passing Therefore, the soundness of the capacitance sensor 1 can be determined. In the present embodiment, the storage unit 5 stores in advance a lower limit threshold value when not passing and an upper limit threshold value when not passing.

図4は、ピストンリング8が静電容量センサ1を通過している状態における、初期値との静電容量の平均値の差と、時間との関係を示した図である。   FIG. 4 is a diagram showing the relationship between time and the difference in the average value of the capacitance from the initial value in a state where the piston ring 8 passes through the capacitance sensor 1.

静電容量センサ1に何も障害が起きていない場合に、ピストンリング8が静電容量センサ1を通過している状態にて測定した静電容量を通過時の初期値とし、通過時の初期値と、信号処理部3が算出した静電容量の積算値の平均値との差を、初期値との静電容量の平均値の差としている。具体的には、エンジンが船舶に搭載されている場合、陸上試験や出航前に静電容量計測器を用いて、ピストンリング8が静電容量センサ1を通過している状態において、ピストンリング8と静電容量センサ1との間の静電容量を計測し、計測した値を通過時の初期値とする。また、記憶部5はこの通過時の初期値を記憶する。   When no trouble has occurred in the capacitance sensor 1, the capacitance measured with the piston ring 8 passing through the capacitance sensor 1 is set as the initial value at the time of passage, and the initial value at the time of passage. The difference between the value and the average value of the integrated capacitance values calculated by the signal processing unit 3 is defined as the difference in the average capacitance value from the initial value. Specifically, when the engine is mounted on a ship, the piston ring 8 is in a state where the piston ring 8 passes through the capacitance sensor 1 by using a capacitance measuring device before a land test or departure. The capacitance between the sensor and the capacitance sensor 1 is measured, and the measured value is set as the initial value when passing. The storage unit 5 stores an initial value at the time of passing.

また、信号処理部3が算出した静電容量の積算値の平均値としては、ピストンリング8が静電容量センサ1を通過した際の静電容量を複数取得し、取得した静電容量の平均値とする。また、ピストン7が複数のピストンリング8を備えている場合、ピストンリング8毎に静電容量の平均値を算出してもよく、すべてのピストンリング8について静電容量の平均値を算出してもよい。   Moreover, as an average value of the integrated value of the capacitance calculated by the signal processing unit 3, a plurality of capacitances when the piston ring 8 passes through the capacitance sensor 1 are acquired, and the average of the acquired capacitances Value. Further, when the piston 7 includes a plurality of piston rings 8, the average value of the capacitance may be calculated for each piston ring 8, and the average value of the capacitance is calculated for all the piston rings 8. Also good.

図示する例では、静電容量センサ1やピストンリング8に異物が付着した際に初期値との静電容量の平均値の差が大きくなっている。これは、静電容量センサ1やピストンリング8に異物が付着すると、ピストンリング8と静電容量センサ1との間での静電容量が大きくなるためである。また、静電容量センサ1が凹んだ際に初期値との静電容量の平均値の差が小さくなっている。これは、静電容量センサ1が凹んだことで、ピストンリング8と静電容量センサ1との間の静電容量が小さくなるためである。   In the example shown in the figure, when a foreign object adheres to the capacitance sensor 1 or the piston ring 8, the difference in the average value of the capacitance from the initial value is large. This is because when a foreign substance adheres to the capacitance sensor 1 or the piston ring 8, the capacitance between the piston ring 8 and the capacitance sensor 1 increases. Further, when the capacitance sensor 1 is recessed, the difference between the average value of the capacitance and the initial value is small. This is because the capacitance between the piston ring 8 and the capacitance sensor 1 becomes small because the capacitance sensor 1 is recessed.

よって、ピストンリング8が静電容量センサ1を通過している状態において、初期値との静電容量の平均値の差が、予め設定している通過時の下限閾値と通過時の上限閾値の範囲を超えたか否か判断することで、静電容量センサ1の健全性を判断することができる。なお、本実施形態では、記憶部5は通過時の下限閾値と通過時の上限閾値を予め記憶している。   Therefore, in a state where the piston ring 8 passes through the capacitance sensor 1, the difference between the initial value and the average value of the capacitance is a preset lower limit threshold value during passage and upper limit threshold value during passage. By determining whether or not the range is exceeded, the soundness of the capacitance sensor 1 can be determined. In the present embodiment, the storage unit 5 stores in advance a lower limit threshold during passage and an upper limit threshold during passage.

次に、本実施形態における静電容量センサ1の健全性を判断する手順について図5を参照して説明する。図5は、本実施形態における静電容量センサ1の健全性を判断する手順を示したフローチャートである。   Next, a procedure for determining the soundness of the capacitance sensor 1 in the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a flowchart showing a procedure for determining the soundness of the capacitance sensor 1 in the present embodiment.

(ステップS101)信号処理部3は、自身が算出した静電容量の値と、静電容量センサ1が静電容量を検出した時点でのピストンリング8と静電容量センサ1との位置関係とを関連づけた情報を記憶部5から取得する。その後、ステップS102に進む。   (Step S101) The signal processing unit 3 calculates the capacitance value calculated by itself and the positional relationship between the piston ring 8 and the capacitance sensor 1 when the capacitance sensor 1 detects the capacitance. Is obtained from the storage unit 5. Thereafter, the process proceeds to step S102.

(ステップS102)静電容量センサ1の障害判断について、信号処理部3はピストンリング8が静電容量センサ1を通過した際の情報に基づいて行うか否か判断する。ピストンリング8が静電容量センサ1を通過した際の情報に基づいて行うと判断した場合、ステップS111に進み、それ以外はステップS103に進む。   (Step S <b> 102) The signal processing unit 3 determines whether the failure of the capacitance sensor 1 is performed based on information when the piston ring 8 passes through the capacitance sensor 1. If it is determined that the piston ring 8 is to be performed based on the information when it passes through the capacitance sensor 1, the process proceeds to step S111, otherwise the process proceeds to step S103.

(ステップS103)信号処理部3は、ピストンリング8が静電容量センサ1を通過していない状態において、静電容量センサ1に何も障害が起きていない場合に測定したピストンリング8と静電容量センサ1との間の静電容量である非通過時の初期値を記憶部5より読み出す。その後、ステップS104に進む。   (Step S <b> 103) The signal processing unit 3 determines the electrostatic capacity of the piston ring 8 and the electrostatic capacitance measured when no trouble has occurred in the capacitance sensor 1 in a state where the piston ring 8 does not pass through the capacitance sensor 1. An initial value at the time of non-passing, which is a capacitance with the capacitance sensor 1, is read from the storage unit 5. Thereafter, the process proceeds to step S104.

(ステップS104)信号処理部3は、ステップS101で読み出したデータのうち、ピストンリング8が静電容量センサ1を通過していない際の静電容量を選択し、選択した静電容量から、ステップS103で読み出した非通過時の初期値を減算し、初期値との静電容量の差を算出する。続いて、信号処理部3は、初期値との静電容量の差が、記憶部5が記憶する非通過時の下限閾値より小さいか否か判断する。小さいと判断した場合ステップS105に進み、それ以外はステップS107に進む。   (Step S104) The signal processing unit 3 selects the capacitance when the piston ring 8 does not pass through the capacitance sensor 1 from the data read in Step S101, and the step is performed from the selected capacitance. The initial value at the time of non-passage read in S103 is subtracted, and the difference in capacitance from the initial value is calculated. Subsequently, the signal processing unit 3 determines whether or not the difference in capacitance from the initial value is smaller than the lower limit threshold value during non-passage stored in the storage unit 5. If it is determined that the value is smaller, the process proceeds to step S105. Otherwise, the process proceeds to step S107.

(ステップS105)信号処理部3は、静電容量センサ1に接続しているケーブルが断線していると判断する。その後、ステップS106に進む。
(ステップS106)信号処理部3は、断線箇所の確認要求メッセージを表示部(図示せず)に表示させる。その後、処理を終了する。
(Step S105) The signal processing unit 3 determines that the cable connected to the capacitance sensor 1 is disconnected. Thereafter, the process proceeds to step S106.
(Step S106) The signal processing unit 3 causes the display unit (not shown) to display a disconnection location confirmation request message. Thereafter, the process ends.

(ステップS107)信号処理部3は、ステップS104で算出した初期値との静電容量の差が、記憶部5が記憶する非通過時の上限閾値より大きいか否か判断する。大きいと判断した場合ステップS108に進み、それ以外はステップS110に進む。   (Step S <b> 107) The signal processing unit 3 determines whether or not the difference in capacitance from the initial value calculated in step S <b> 104 is larger than the upper limit threshold value during non-passage stored in the storage unit 5. If it is determined that the value is larger, the process proceeds to step S108. Otherwise, the process proceeds to step S110.

(ステップS108)信号処理部3は、水漏れやガス漏れなどにより、シリンダ内に異物が混入したと判断する。その後、ステップS109に進む。
(ステップS109)信号処理部3は、水漏れ、ガス漏れの確認要求メッセージを表示部(図示せず)に表示させる。その後、処理を終了する。
(ステップS110)信号処理部3は、静電容量センサ1は正常に動作していると判断する。その後、処理を終了する。
(Step S108) The signal processing unit 3 determines that foreign matter has entered the cylinder due to water leakage or gas leakage. Thereafter, the process proceeds to step S109.
(Step S109) The signal processing unit 3 displays a confirmation request message for water leakage and gas leakage on a display unit (not shown). Thereafter, the process ends.
(Step S110) The signal processing unit 3 determines that the capacitance sensor 1 is operating normally. Thereafter, the process ends.

(ステップS111)信号処理部3は、ピストンリング8が静電容量センサ1を通過している状態において、静電容量センサ1に何も障害が起きていない場合に測定したピストンリング8と静電容量センサ1との間の静電容量である通過時の初期値を記憶部5より読み出す。その後、ステップS112に進む。   (Step S <b> 111) The signal processing unit 3 determines that the electrostatic capacitance sensor 1 and the electrostatic capacitance sensor 1 measured when the piston ring 8 passes through the electrostatic capacitance sensor 1 and no failure has occurred in the electrostatic capacitance sensor 1. An initial value at the time of passage, which is a capacitance with the capacitance sensor 1, is read from the storage unit 5. Thereafter, the process proceeds to step S112.

(ステップS112)信号処理部3は、ステップS101で読み出したデータのうち、ピストンリング8が静電容量センサ1を通過している際の静電容量を複数選択し、選択した静電容量の積算値の平均値を算出する。その後、ステップS113に進む。   (Step S112) The signal processing unit 3 selects a plurality of capacitances when the piston ring 8 passes through the capacitance sensor 1 from the data read out in step S101, and integrates the selected capacitances. Calculate the average value. Thereafter, the process proceeds to step S113.

(ステップS113)信号処理部3は、ステップS112で算出した静電容量の積算値の平均値から、ステップS111で読み出した通過時の初期値を減算し、初期値との静電容量の平均値の差を算出する。続いて、信号処理部3は、初期値との静電容量の平均値の差が、記憶部5が記憶する通過時の下限閾値より小さいか否か判断する。小さいと判断した場合ステップS114に進み、それ以外はステップS116に進む。   (Step S113) The signal processing unit 3 subtracts the initial value at the time of passage read in Step S111 from the average value of the integrated value of the capacitance calculated in Step S112, and the average value of the capacitance with the initial value. Calculate the difference. Subsequently, the signal processing unit 3 determines whether or not the difference in the average value of the capacitance from the initial value is smaller than the lower limit threshold value during passage stored in the storage unit 5. If it is determined that the value is smaller, the process proceeds to step S114. Otherwise, the process proceeds to step S116.

(ステップS114)信号処理部3は、静電容量センサ1が凹んでいると判断する。その後、ステップS115に進む。
(ステップS115)信号処理部3は、センサの凹み確認要求メッセージを表示部(図示せず)に表示させる。その後、処理を終了する。
(Step S114) The signal processing unit 3 determines that the capacitance sensor 1 is recessed. Thereafter, the process proceeds to step S115.
(Step S115) The signal processing unit 3 causes the display unit (not shown) to display a sensor dent confirmation request message. Thereafter, the process ends.

(ステップS116)信号処理部3は、ステップS113で算出した初期値との静電容量の差が、記憶部5が記憶する通過時の上限閾値より大きいか否か判断する。大きいと判断した場合ステップS117に進み、それ以外はステップS119に進む。   (Step S116) The signal processing unit 3 determines whether or not the difference in capacitance from the initial value calculated in step S113 is larger than the upper limit threshold value during passage stored in the storage unit 5. If it is determined that the value is larger, the process proceeds to step S117. Otherwise, the process proceeds to step S119.

(ステップS117)信号処理部3は、静電容量センサ1の表面に異物が付着していると判断する。その後、ステップS118に進む。
(ステップS118)信号処理部3は、センサ表面の異物付着の確認要求メッセージを表示部(図示せず)に表示させる。その後、処理を終了する。
(ステップS119)信号処理部3は、静電容量センサ1は正常に動作していると判断する。その後、処理を終了する。
(Step S <b> 117) The signal processing unit 3 determines that a foreign substance is attached to the surface of the capacitance sensor 1. Thereafter, the process proceeds to step S118.
(Step S118) The signal processing unit 3 causes a display unit (not shown) to display a confirmation request message for foreign matter adhesion on the sensor surface. Thereafter, the process ends.
(Step S119) The signal processing unit 3 determines that the capacitance sensor 1 is operating normally. Thereafter, the process ends.

上述したとおり、異常が起きていない状態でのピストンリング8と静電容量センサ1との間の静電容量と、エンジンが稼働中の状態でのピストンリング8と静電容量センサ1との間の静電容量に基づいて、静電容量センサ1の健全性を判断することができる。これにより、静電容量センサの健全性を容易に確認することができ、エンジンが稼働している状態においても静電容量センサの健全性を確認することができる。   As described above, the capacitance between the piston ring 8 and the capacitance sensor 1 when no abnormality has occurred, and between the piston ring 8 and the capacitance sensor 1 when the engine is operating. The soundness of the capacitance sensor 1 can be determined on the basis of the capacitance. Thereby, the soundness of the capacitance sensor can be easily confirmed, and the soundness of the capacitance sensor can be confirmed even when the engine is operating.

また、障害が起きていることを検知した場合においては、静電容量センサ1の異常内容も表示されるため、静電容量センサ1の健全性の確認作業が容易となり、確認に必要な時間も短縮することができる。   In addition, when it is detected that a failure has occurred, the abnormality content of the capacitance sensor 1 is also displayed, so that it is easy to check the soundness of the capacitance sensor 1, and the time required for the check is also long. It can be shortened.

以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。   The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and includes designs and the like that do not depart from the gist of the present invention.

例えば、本実施形態では、膜厚計測装置をエンジンに適用した例について説明したが、エンジンに限らず、軸受けなどの摩耗状態を監視することを目的とした装置に適用することも可能である。   For example, in the present embodiment, an example in which the film thickness measuring device is applied to an engine has been described.

本発明の一実施形態における膜厚計測装置の機能構成を示した構成図である。It is the block diagram which showed the function structure of the film thickness measuring apparatus in one Embodiment of this invention. 本実施形態における静電容量センサとピストンリングとの間の静電容量と、エンジンのクランク角度との関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between the electrostatic capacitance between the electrostatic capacitance sensor and piston ring in this embodiment, and the crank angle of an engine. 本実施形態における初期値との静電容量の差と、時間との関係を示した図である。It is the figure which showed the difference of the electrostatic capacitance with the initial value in this embodiment, and the relationship with time. 本実施形態における初期値との静電容量の平均値の差と、時間との関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship of the difference of the average value of the electrostatic capacitance with the initial value in this embodiment, and time. 本実施形態における静電容量センサの健全性を判断する手順を示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the procedure which judges the soundness of the electrostatic capacitance sensor in this embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1・・・静電容量センサ、2・・・信号変換部、3・・・信号処理部、4・・・エンコーダ、5・・・記憶部、6・・・シリンダライナ、7・・・ピストン、8・・・ピストンリング DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Capacitance sensor, 2 ... Signal conversion part, 3 ... Signal processing part, 4 ... Encoder, 5 ... Memory | storage part, 6 ... Cylinder liner, 7 ... Piston , 8 ... Piston ring

Claims (2)

シリンダライナのピストンリング摺動面と面一に設けられた1もしくは複数の電極とピストンリングとの間隙の静電容量を検出することによって前記間隙に形成された潤滑油の油膜の膜厚を計測する膜厚計測装置であって、
前記電極に定電流を供給することによって前記静電容量に対して充電を行い、当該充電に伴う充電電圧の変化に基づいて静電容量を検出し、当該静電容量を示す検出信号を出力する静電容量検出部と、
前記静電容量検出部が出力する前記検出信号に基づいた前記静電容量と、所定の閾値とを比較し、当該膜厚計測装置に異常が起きているか否か判断する判断部と、
ピストンリング摺動面に対するピストンリングの位置を示すクランク回転角を検出するクランク回転角検出部と、を備え、
前記判断部は、前記静電容量と前記閾値とを比較する際に、前記電極と前記ピストンリングとが対向している状態で検出された前記静電容量と、前記電極と前記ピストンリングとが対向していない状態で検出された前記静電容量とで異なる閾値を用いることを特徴とする膜厚計測装置。
Measures the film thickness of the oil film formed in the gap by detecting the capacitance of the gap between the piston ring and the piston ring sliding surface of the cylinder liner. A film thickness measuring device that performs
The capacitance is charged by supplying a constant current to the electrode, the capacitance is detected based on a change in charging voltage accompanying the charging, and a detection signal indicating the capacitance is output. A capacitance detector;
A determination unit that compares the capacitance based on the detection signal output by the capacitance detection unit with a predetermined threshold and determines whether or not an abnormality has occurred in the film thickness measurement device;
A crank rotation angle detection unit that detects a crank rotation angle indicating a position of the piston ring with respect to the piston ring sliding surface;
When the determination unit compares the capacitance and the threshold, the capacitance detected in a state where the electrode and the piston ring face each other, and the electrode and the piston ring are A film thickness measuring apparatus using a threshold value different from the capacitance detected in a state of not facing each other .
シリンダライナのピストンリング摺動面と面一に設けられた1もしくは複数の電極とピストンリングとの間隙の静電容量を検出することによって前記間隙に形成された潤滑油の油膜の膜厚を計測する膜厚計測方法であって、Measures the film thickness of the oil film formed in the gap by detecting the capacitance of the gap between the piston ring and the piston ring sliding surface of the cylinder liner. A film thickness measuring method for
前記電極に定電流を供給することによって前記静電容量に対して充電を行い、当該充電に伴う充電電圧の変化に基づいて静電容量を検出し、当該静電容量を示す検出信号を出力する静電容量検出ステップと、The capacitance is charged by supplying a constant current to the electrode, the capacitance is detected based on a change in charging voltage accompanying the charging, and a detection signal indicating the capacitance is output. A capacitance detection step;
前記静電容量検出ステップで出力する前記検出信号に基づいた前記静電容量と、所定の閾値とを比較し、当該膜厚計測装置に異常が起きているか否か判断する判断ステップと、A determination step for comparing the capacitance based on the detection signal output in the capacitance detection step with a predetermined threshold and determining whether or not an abnormality has occurred in the film thickness measurement device;
ピストンリング摺動面に対するピストンリングの位置を示すクランク回転角を検出するクランク回転角検出ステップと、を有し、A crank rotation angle detection step for detecting a crank rotation angle indicating a position of the piston ring with respect to the piston ring sliding surface, and
前記判断ステップでは、前記静電容量と前記閾値とを比較する際に、前記電極と前記ピストンリングとが対向している状態で検出された前記静電容量と、前記電極と前記ピストンリングとが対向していない状態で検出された前記静電容量とで異なる閾値を用いることを有することを特徴とする膜厚計測方法。In the determination step, when comparing the capacitance and the threshold, the capacitance detected in a state where the electrode and the piston ring face each other, and the electrode and the piston ring A method for measuring a film thickness, comprising using a different threshold value for the capacitance detected in a state of being not opposed to each other.
JP2008152900A 2008-06-11 2008-06-11 Film thickness measuring apparatus and film thickness measuring method Active JP5309705B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008152900A JP5309705B2 (en) 2008-06-11 2008-06-11 Film thickness measuring apparatus and film thickness measuring method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008152900A JP5309705B2 (en) 2008-06-11 2008-06-11 Film thickness measuring apparatus and film thickness measuring method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2009300160A JP2009300160A (en) 2009-12-24
JP5309705B2 true JP5309705B2 (en) 2013-10-09

Family

ID=41547228

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008152900A Active JP5309705B2 (en) 2008-06-11 2008-06-11 Film thickness measuring apparatus and film thickness measuring method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5309705B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110662938A (en) * 2017-05-24 2020-01-07 松下知识产权经营株式会社 Capacitance type height sensor, and laser processing nozzle and laser processing device using same

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5951301A (en) * 1982-09-17 1984-03-24 Furuhama Shoichi Measurement of oil film thickness between inner peripheral surface of cylinder and outer peripheral surface of piston ring
JP4531469B2 (en) * 2004-07-15 2010-08-25 株式会社フジクラ Capacitive proximity sensor
JP4736693B2 (en) * 2005-10-12 2011-07-27 株式会社Ihi Film thickness measuring apparatus and method
JP2007225443A (en) * 2006-02-23 2007-09-06 Aisin Seiki Co Ltd Dielectric detection device and occupant determination device
JP2008031731A (en) * 2006-07-28 2008-02-14 Shiroki Corp Safety device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2009300160A (en) 2009-12-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107298089B (en) The diagnostic method and device of vehicle braking failure
CN105829850B (en) Method for running pressure measure switcher and pressure measure switcher
US10921108B2 (en) Method for monitoring a magnetic bearing apparatus
EP2187190A3 (en) System and method for detecting and measuring vibration in an industrial roll
JP2008185339A (en) Bearing state inspection device and bearing state inspection method
EP3143418B1 (en) Method and system for detecting rotor fault
US20170299458A1 (en) Vacuum gauge state detection method and system
ITBO20100016A1 (en) PROCEDURE AND DEVICE TO DERIVE THE CONCENTRATION OF A GAS DISSOLVED INTO AN ELECTRIC INSULATION OIL.
DK178172B1 (en) Improved monitoring of wear of bearings in a large two stroke diesel engine
CN211446575U (en) Intelligent basin-type support and support monitoring system
JP2007107947A (en) Apparatus and method for measuring film thickness
WO2009157436A1 (en) Device and method of monitoring sliding conditions of piston ring
WO2018050016A1 (en) Monitoring method and apparatus for real-time dynamic load of bearing, and method for evaluating lifetime of bearing
JP5309705B2 (en) Film thickness measuring apparatus and film thickness measuring method
JP2009063397A (en) Apparatus and method for inspecting state of bearing
CN108474412B (en) Method and measuring device for detecting the slip rate in a rolling bearing
CN117571142A (en) Method for predicting temperature by curve slope
KR101329107B1 (en) Ellipticity measuring apparatus and measuring method of pipe
EP3379097B1 (en) Magnetic field communication system and method
CN116242607A (en) Mechanical seal state analysis system for shaft end
JP2014126482A (en) Vehicle weight measurement apparatus and vehicle weight measurement method
CN107436436A (en) A kind of early warning system and method for the installation of immersed tube tunnel final joint
CN110594020B (en) Reason diagnostic system of crankcase high pressure
US6568262B1 (en) Device for detecting fuel input in a motor vehicle tank
JP6533605B2 (en) Magnetic field communication system and magnetic field communication method

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20110426

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20120906

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120911

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20121112

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20130604

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130617

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 5309705

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350