JP6739222B2 - センサ - Google Patents
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Description
図3は、機器に投入された潤滑油が正常に劣化した場合における、潤滑油の誘電率および導電率の時間推移を示すグラフである。この場合、単位時間当たりの誘電率の変化量(誘電率の傾き)Δεと、単位時間当たりの導電率の変化量(導電率の傾き)Δσと、は時間の経過によらず比較的小さいままである。この場合には、状態判定部30は、潤滑油が正常に劣化していると判断し、潤滑油の状態が状態ST1であると判定する。
なお、本実施形態において、潤滑油が正常に劣化している場合とは、潤滑油が一般的な劣化推移を示した場合、言い換えると図4から図13を用いて後述するいずれの異常も潤滑油に発生していない場合のことを示すものとする。
図4は、機器に潤滑油を投入した後に、異物が潤滑油に混入したり、機器破損などによる異常摩耗が機器に生じたりした場合における、潤滑油の誘電率および導電率の時間推移を示すグラフである。この場合、単位時間当たりの誘電率の変化量Δεは、時間の経過によらず比較的小さいままである。一方、単位時間当たりの導電率の変化量Δσは、異物混入や異常摩耗が発生したタイミングを時刻Txとすると、時刻Txまでは時間の経過によらず比較的小さいままであるが、時刻Tx以降では時刻Txまでと比べて大きくなる。この場合には、状態判定部30は、機器への潤滑油の投入後に異物混入や異常摩耗が発生したと判断し、潤滑油の状態が状態ST2であると判定する。
図5は、機器に潤滑油を投入した後に、酸化防止剤といった添加物の消耗や熱によって急激な酸化劣化が潤滑油に生じた場合における、潤滑油の誘電率および導電率の時間推移を示すグラフである。この場合、単位時間当たりの導電率の変化量Δσは、時間の経過によらず比較的小さいままである。一方、単位時間当たりの誘電率の変化量Δεは、急激な酸化劣化が始まったタイミングを時刻Txとすると、時刻Txまでは時間の経過によらず比較的小さいままであるが、時刻Tx以降では時刻Txまでと比べて大きくなる。この場合には、状態判定部30は、機器への潤滑油の投入後に急激な酸化劣化が生じたと判断し、潤滑油の状態が状態ST3であると判定する。
図6は、機器に潤滑油を投入した後に、機器の故障などによってクーラントや水などが潤滑油に混入した場合における、潤滑油の誘電率および導電率の時間推移を示すグラフである。この場合、単位時間当たりの誘電率の変化量Δεおよび単位時間当たりの導電率の変化量Δσは、クーラントや水などが潤滑油に混入したタイミングをTxとすると、時刻Txまでは時間の経過によらず比較的小さいままであるが、時刻Tx以降では時刻Txまでと比べて大きくなる。この場合には、状態判定部30は、機器への潤滑油の投入後にクーラントや水などが潤滑油に混入したと判断し、潤滑油の状態が状態ST4であると判定する。
なお、時刻Txから時刻Tyまでの時間や、時刻Txから時刻Tzまでの時間は、潤滑油の種類や、機器の種類や、機器の稼働状況などに応じて適宜設定される。
図9は、機器に潤滑油を投入した時点で既に、異物が潤滑油に混入したり、機器破損などによる異常摩耗が機器に生じたりしている場合における、潤滑油の誘電率および導電率の時間推移を示すグラフである。この場合、単位時間当たりの誘電率の変化量Δεは、時間の経過によらず比較的小さいままである。一方、単位時間当たりの導電率の変化量Δσは、機器に潤滑油が投入された直後から大きくなる。この場合には、状態判定部30は、機器への潤滑油の投入時において既に異物混入や異常摩耗が発生していたと判断し、潤滑油の状態が状態ST5であると判定する。
図10は、機器に潤滑油を投入した時点で既に異物混入や異常摩耗が生じており、かつ、機器に潤滑油を投入した後に酸化防止剤といった添加物の消耗や熱によって急激な酸化劣化が潤滑油に生じた場合における、潤滑油の誘電率および導電率の時間推移を示すグラフである。この場合、単位時間当たりの導電率の変化量Δσは、機器に潤滑油が投入された直後から大きくなる。一方、単位時間当たりの誘電率の変化量Δεは、急激な酸化劣化が始まったタイミングを時刻Txとすると、時刻Txまでは時間の経過によらず比較的小さいままであるが、時刻Tx以降では時刻Txまでと比べて大きくなる。この場合には、状態判定部30は、機器への潤滑油の投入時において既に異物混入や異常摩耗が生じており、かつ、機器への潤滑油の投入後に急激な酸化劣化が生じたと判断し、潤滑油の状態が状態ST6であると判定する。
図11は、機器に潤滑油を投入した時点で既に、機器に対するフラッシングが必要な状態である場合における、潤滑油の誘電率および導電率の時間推移を示すグラフである。この場合、単位時間当たりの導電率の変化量Δσは、時間の経過によらず比較的小さいままである。一方、単位時間当たりの誘電率の変化量Δεは、機器に潤滑油が投入された直後から大きくなる。この場合には、状態判定部30は、機器への潤滑油の投入時において既に機器に対するフラッシングが必要な状態であったと判断し、潤滑油の状態が状態ST7であると判定する。
なお、機器に対するフラッシングが必要な状態とは、例えばスラッジなどが機器内に多数存在している状態のことである。
図12は、機器に潤滑油を投入した時点で既に機器に対するフラッシングが必要な状態であり、かつ、機器に潤滑油を投入した後に異物混入や異常摩耗が発生した場合における、潤滑油の誘電率および導電率の時間推移を示すグラフである。この場合、単位時間当たりの誘電率の変化量Δεは、機器に潤滑油が投入された直後から大きくなる。一方、単位時間当たりの導電率の変化量Δσは、異物混入や異常摩耗が発生したタイミングを時刻Txとすると、時刻Txまでは時間の経過によらず比較的小さいままであるが、時刻Tx以降では時刻Txまでと比べて大きくなる。この場合には、状態判定部30は、機器への潤滑油の投入時において既に機器に対するフラッシングが必要な状態であり、かつ、機器への潤滑油の投入後に異物混入や異常摩耗が発生したと判断し、潤滑油の状態が状態ST8であると判定する。
図13は、機器に潤滑油を投入した時点で既に、機器に対するフラッシングが必要な状態であるとともに、クーラントや水などが潤滑油に混入している状態である場合における、潤滑油の誘電率および導電率の時間推移を示すグラフである。この場合、単位時間当たりの誘電率の変化量Δεおよび単位時間当たりの導電率の変化量Δσは、機器に潤滑油が投入された直後から大きくなる。この場合には、状態判定部30は、機器への潤滑油の投入時において既に、機器に対するフラッシングが必要な状態であり、かつ、クーラントや水などが潤滑油に混入していたと判断し、潤滑油の状態が状態ST9であると判定する。
ステップS1において、センサ1は、特徴量取得部10により、機器内の潤滑油の誘電率および導電率を求め、ステップS2に処理を移す。
なお、サンプリング時間Δtは、誘電率および導電率をそれぞれ2回求め、求めた結果に基づいて、単位時間当たりの誘電率の変化量Δεと、単位時間当たりの導電率の変化量Δσと、を算出するための時間である。このため、サンプリング時間Δtは、潤滑油の種類や、機器の種類や、機器の稼働状況などに応じて適宜設定される。
なお、閾値Δεthは、図3から図13を用いて上述したように単位時間当たりの誘電率の変化量Δεの大小を判別するための値であり、潤滑油の種類や、機器の種類や、機器の稼働状況などに応じて適宜設定される。
なお、閾値Δσthは、図3から図13を用いて上述したように単位時間当たりの導電率の変化量Δσの大小を判別するための値であり、潤滑油の種類や、機器の種類や、機器の稼働状況などに応じて適宜設定される。
1つは、機器への潤滑油の投入時において既に、機器に異常が発生している場合である。この場合には、機器に潤滑油を投入した時点で、潤滑油に異常が発生することになる。
もう1つは、機器への潤滑油の投入後に、機器に異常が発生したり、潤滑油の劣化が一定レベル以上に進んでしまったりした場合である。この場合には、機器に潤滑油を投入した時点では、潤滑油に異常は発生しておらず、機器に異常が発生したり、潤滑油の劣化が一定レベル以上に進んでしまったりした時点で、潤滑油に異常が発生することになる。
閾値Tthは、図4から図13を用いて上述した異常が、機器への潤滑油の投入時において既に発生していたのか、それとも機器への潤滑油の投入後に発生したのか、を判別するための値である。この閾値Tthは、潤滑油の種類や、機器の種類や、機器の稼働状況などに応じて適宜設定される。
なお、図6に示したように、単位時間当たりの誘電率の変化量Δεおよび単位時間当たりの導電率の変化量Δσが同じタイミングで変化するとともに、単位時間当たりの誘電率の変化量Δεおよび単位時間当たりの導電率の変化量Δσが同じタイミングで変化したとセンサ1が判定した場合には、図14のステップS6において、ステップS10に処理が移される。このため、この場合には、詳細については図18を用いて後述するが、図18のステップS66において状態ST4であると判定される。
また、図6に示したように、単位時間当たりの誘電率の変化量Δεおよび単位時間当たりの導電率の変化量Δσが同じタイミングで変化するとともに、単位時間当たりの誘電率の変化量Δεおよび単位時間当たりの導電率の変化量Δσが同じタイミングで変化したとセンサ1が判定した場合には、状態ST3であると判定することなく、ステップS66において状態ST4であると判定することになる。
そこで、センサ1は、状態判定部30により、特徴量取得部10により求められた誘電率に基づいて、単位時間当たりの誘電率の変化量Δεを求めるとともに、特徴量取得部10により求められた導電率に基づいて、単位時間当たりの導電率の変化量Δσを求める。また、状態判定部30により、求めた単位時間当たりの誘電率の変化量Δεと、求めた単位時間当たりの導電率の変化量Δσと、単位時間当たりの誘電率の変化量Δεおよび単位時間当たりの導電率の変化量Δσを求めた際において計時部20により計時された時間Tと、に基づいて、潤滑油の状態を判定する。このため、潤滑油に異常が発生したタイミングを適切に判定することができ、潤滑油の状態をより詳細に判定することができる。
しかし、これに限らず、機器内に潤滑油が投入されてから時間T1が経過したタイミングと、機器内に潤滑油が投入されてから時間T2が経過したタイミングと、において、単位時間当たりの誘電率の変化量Δεおよび単位時間当たりの導電率の変化量Δσを求め、機器内に潤滑油が投入されてから時間T1が経過したタイミングで求めた単位時間当たりの誘電率の変化量Δεと、機器内に潤滑油が投入されてから時間T2が経過したタイミングで求めた単位時間当たりの誘電率の変化量Δεと、機器内に潤滑油が投入されてから時間T1が経過したタイミングで求めた単位時間当たりの導電率の変化量Δσと、機器内に潤滑油が投入されてから時間T2が経過したタイミングで求めた単位時間当たりの導電率の変化量Δσと、に基づいて、機器内の潤滑油の状態を判定してもよい。なお、時間T1は、閾値Tth以下の時間であり、潤滑油の種類や、機器の種類や、機器の稼働状況などに応じて適宜設定され、例えば数十時間程度であってもよい。また、時間T2は、閾値Tthよりも長い時間であり、潤滑油の種類や、機器の種類や、機器の稼働状況などに応じて適宜設定され、例えば数百時間程度であってもよい。この場合でも、本実施形態と同様の効果を奏することができる。
また、単位時間当たりの誘電率の変化量Δεおよび単位時間当たりの導電率の変化量Δσを、機器内に潤滑油が投入されてから時間T1が経過してから、機器内に潤滑油が投入されてから時間T2が経過するまでの期間に、1回以上求めるようにしてもよい。また、単位時間当たりの誘電率の変化量Δεおよび単位時間当たりの導電率の変化量Δσを、機器内に潤滑油が投入されてから時間T2が経過した後の期間に、1回以上求めるようにしてもよい。ただし、機器内に潤滑油が投入されてから時間T1が経過してから、機器内に潤滑油が投入されてから時間T2が経過するまでの期間では、センサ1の故障発生の確率は比較的低い。このため、この期間に単位時間当たりの誘電率の変化量Δεおよび単位時間当たりの導電率の変化量Δσを求める必要性は低い。
10 特徴量取得部
11 基部
12、13 電極
14 電源部
15 取得部
20 計時部
30 状態判定部
Claims (4)
- 機器内の流体の状態を判定するセンサであって、
前記流体の誘電率および導電率を求める特徴量取得部と、
前記機器に前記流体が投入されてからの時間を計時する計時部と、
前記特徴量取得部により求められた誘電率および導電率と、前記計時部により計時された時間と、に基づいて、前記流体の状態を判定する状態判定部と、
を備え、
前記状態判定部は、前記流体を投入した時点での導電率により異物混入もしくは前記機器の破損による異常か否かを判定し、前記流体を投入した時点での誘電率により前記機器に対するフラッシングが必要な状態か否かを判定することを特徴とするセンサ。 - 機器内の流体の状態を判定するセンサであって、
前記流体の誘電率および導電率を求める特徴量取得部と、
前記機器に前記流体が投入されてからの時間を計時する計時部と、
前記特徴量取得部により求められた誘電率および導電率と、前記計時部により計時された時間と、に基づいて、前記流体の状態を判定する状態判定部と、
を備え、
前記状態判定部は、
前記特徴量取得部により求められた誘電率に基づいて、単位時間当たりの誘電率の変化量を求めるとともに、
前記特徴量取得部により求められた導電率に基づいて、単位時間当たりの導電率の変化量を求め、
求めた単位時間当たりの誘電率の変化量と、求めた単位時間当たりの導電率の変化量と、単位時間当たりの誘電率の変化量を求めた際に前記計時部により計時された時間と、単位時間当たりの導電率の変化量を求めた際に前記計時部により計時された時間と、に基づいて、前記流体の状態を判定することを特徴とするセンサ。 - 前記状態判定部は、
求めた単位時間当たりの誘電率の変化量と、単位時間当たりの誘電率の変化量を求めた際に前記計時部により計時された時間と、に基づいて、単位時間当たりの誘電率の変化量が誘電率閾値以上になったタイミングを求めるとともに、
求めた単位時間当たりの導電率の変化量と、単位時間当たりの導電率の変化量を求めた際に前記計時部により計時された時間と、に基づいて、単位時間当たりの導電率の変化量が導電率閾値以上になったタイミングを求め、
前記2つのタイミングに基づいて、前記流体の状態を判定することを特徴とする請求項2に記載のセンサ。 - 機器内の流体の状態を判定するセンサであって、
前記流体の誘電率および導電率を求める特徴量取得部と、
前記機器に前記流体が投入されてからの時間を計時する計時部と、
前記特徴量取得部により求められた誘電率および導電率と、前記計時部により計時された時間と、に基づいて、前記流体の状態を判定する状態判定部と、
を備え、
前記状態判定部は、
前記特徴量取得部により求められた誘電率に基づいて、予め定められた第1の時間が前記計時部により計時されたタイミングと、前記第1の時間よりも長い第2の時間が前記計時部により計時されたタイミングと、において、単位時間当たりの誘電率の変化量を求めるとともに、
前記特徴量取得部により求められた導電率に基づいて、前記第1の時間が前記計時部により計時されたタイミングと、前記第2の時間が前記計時部により計時されたタイミングと、において、単位時間当たりの導電率の変化量を求め、
前記第1の時間が前記計時部により計時されたタイミングにおいて求めた単位時間当たりの誘電率の変化量と、前記第2の時間が前記計時部により計時されたタイミングにおいて求めた単位時間当たりの誘電率の変化量と、前記第1の時間が前記計時部により計時されたタイミングにおいて求めた単位時間当たりの導電率の変化量と、前記第2の時間が前記計時部により計時されたタイミングにおいて求めた単位時間当たりの導電率の変化量と、に基づいて、前記流体の状態を判定することを特徴とするセンサ。
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