JPH0113058B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

この発明は、流体媒体中の磁化可能な導電性の
粒子を検出するための装置、特にエンジン、変速
機その他の機械的伝動装置の潤滑材中の金属粒子
を検出して、このようなエンジン、変速機等の機
能不全に関し警告を与えるのに用いられる装置に
関する。 本発明による装置の好ましい具体例は、金属粒
子を検出するばかりではなく、このような粒子の
濃度を表わす尺度をも与えるものである。 以下の説明において、本発明は、特にエンジン
または原動機からの機械的エネルギを車輪その他
の被駆動手段に伝達するために農業機械および土
工機械分野で用いられている重負荷機の変速機の
潤滑材内の汚染を検出するための警報装置として
の使用と関連して説明するが、しかしながら、本
発明は、車輌の変速機もしくは伝動装置を含む応
用分野または潤滑材内の金属汚染物の検出に限定
されるものではないことは理解されるであろう。 重負荷機で通常用いられている変速機では、歯
車箱内に収納された歯車が使用されるかあるいは
また適当なハウジング内に収容されている油圧ラ
ムが用いられている。歯車箱は、その基底部に設
けられた貯蔵器に通常収容されている鉱油のよう
な適当な潤滑流体によつて潤滑されている。油圧
変速機の場合には、流体源としての働きをなす流
体貯蔵器が設けられており、油圧流体ポンプの動
作には歯車機構が用いられる。 例えば、歯車箱の歯車の歯が摩耗段階に達して
しまつて設計通りに咬合しないような状態になつ
た時には、金属のフレークや粒子が潤滑流体また
は油圧流体内に入り込んで、流体貯蔵部に移動す
るのが普通である。或る期間後には、このような
金属粒子が流体貯蔵器内に累積し、そしてこのこ
とは、通常変速機もしくは電動装置に対して適当
な修理を行うべきことの表示として認識されてい
る。このような徴候が初期の段階で認識されず修
理が行われなかつた場合には、その結果として爾
後の修理が極めて高価になり主要な機素の交換が
必要となつたり、あるいはまた新しい歯車箱また
は新しい変速機との交換さえ必要とするような損
傷が生ぜしめられ得る。さらに初期の段階で適当
な修理を行わない場合には変速機もしくは伝動装
置系統に加えて原動機またはエンジン自体が悪影
響を受ける恐れがある。他方、流体貯蔵器におけ
る金属粒子の累積が初期の段階で認識されるなら
ば、通常はるかに低コストで修理を行うことがで
きる。 特に運転者が砂防キヤビン内で操従する形式の
土工機械または農業用設備においては、運転者は
通常流体貯蔵器内の金属粒子の沈澱に起因する歯
車の歯の摩耗とか不整合のような故障を表示する
変速機から発生される音を聞くことができない。
その結果、運転者は変速機そしてしばしば車輌の
エンジンに大きな損傷を斎らす時点まで変速機を
走転してしまう場合がある。 同様にして、エンジンおよび変速機軸受の場合
でも、軸受の金属から非常に細かい金属粒子が潤
滑材内に沈積するのが普通である。これと関連し
て、このような沈積もしくは沈澱速度が過度に大
きい場合には、これは軸受の故障が差し迫つてい
るこの早期の表示となる。軸受の摩耗から生ずる
粒子は、歯車の摩耗から生ずる粒子やフレークよ
りも典型的に非常に小さい大きさである。 米国特許第3373352号明細書には磁気チツプ・
ゲージが記述されている。このチツプ・ゲージは
導体コイルに挿入された磁石から構成されておつ
て、該コイルの相続くターンの隣接の部分が磁石
によつて吸引される鉄分粒子により短絡されるよ
うになつている。そして、コイル端間の抵抗変化
を検出するための回路手段が設けられている。 上記のような検出器の主たる欠点は、検出装置
の感度が短絡を生ぜしめる粒子がコイルのどの部
分に付着するかによつて左右されると言う点にあ
る。２つの隣接のターンが１番目の金属チツプに
よつて短絡されると、該第１番目の金属チツプに
隣接して付着する第２のチツプは上記の２つのタ
ーンを実効的に短絡はするが、しかしながらコイ
ルの他の個所に付着して２つの別のターン間に短
絡を生ぜしめる同じチツプと比較してコイルの抵
抗値に対する影響は小さい。 さらに、磁界は不均質であつてコイルの一端も
しくはその近傍に集中しているので、粒子はコイ
ルの軸線方向に沿つた小さな領域に優先的に累積
する傾向を示す。即ち、上に述べた意味で小さな
感度しか得られないような仕方で累積する傾向と
なる。コイルを軸線方向に延長せしめてコイルの
周辺に多数のターンを設けることにより感度を改
善することが考えられ得るが、実際上は、このよ
うにした場合、一端に集中する粒子の傾向により
惹起される上述の問題が単に由由しくなるだけ
で、長いコイルの２、３のターン上にほとんどの
粒子が累積することにより感度が減少してしま
う。 米国特許第2462715号および米国特許第4008464
号明細書に提案されている他の検出装置において
は、吸着される金属粒子自体が互いに電気的に絶
縁されている２つの電極間の常開回路を閉じるよ
うに利用されている。 特に上掲の米国特許第2462715号の発明は、航
空機エンジンでの使用に向けられたものであつ
て、航空機エンジンの一部分に開口したポート内
に螺入することができる金属プラグに関するもの
である。この金属プラグは、プラグの一端から上
向きにエンジン内へと指状に突出する２つの棒磁
石を備えており、そのうち一方の磁石はＮ極を有
し、他方の磁石はＳ極を有しておつて、双方の磁
極面は実質的に同面関係にあつて潤滑材流体と接
触するように配設されている。磁石は互いに離間
されており、しかも電気的に絶縁されている。使
用に当つて、いずれか一方の磁極に吸着される流
体内の金属粒子は最終的には２つの磁極を橋絡す
る橋絡部を形成して導電路を構成し、この導電路
で常開回路が閉じて警報ランプが点灯されるよう
になつている。 米国特許第4008464号明細書には、絶縁された
支持部材が潤滑材内に突出しているプラグが記述
されている。この支持部材には２つの環状の磁石
が該支持部材を囲繞するようにして設けられてい
る。磁石は、流体内で離間して配置され、そして
金属粒子の橋絡部が両方の磁石を橋絡した時には
各磁石に隣接して配設されている電極間の常開回
路が閉路されるようになつている。 上に述べたような従来の検出器には多数の欠点
がある。 第１に、これら検出器は所望なほどに敏感では
ない。即ち、警報を発生するのに必要とされる金
属の閾値の大きさが過度に高く、その結果検出器
は、予防的な修理を比較的低コストで行うことが
できるような故障状態の進行中の充分に早い時期
に確実な警報を発生することが往々にして不可能
である。実際、金属粒子が潤滑材内に累積しつつ
あつて、しかも上記のような検出装置が警報を発
生する以前の期間中に、このような金属粒子が存
在すること自体が変速機系統に対して好ましくな
いのである。追つて明らかとなる理由から、この
ような検出器の感度はその本性上から制限されて
いるのが実際である。 第２の問題として、警報を発生するのに必要と
される金属の量が非再現性の傾向を示すことが挙
げられる。即ち、１つの実験で警報装置をトリガ
する金属量が第２の実験では警報を発生しないと
言う問題である。しかもこのような装置の感度を
大きくしようとすればそのために再現性が悪影響
を受けることが判つた。 第３の問題として、検出器は、電極ギヤツプを
橋絡するのに金属粒子量が不充分である状態と、
ギヤツプが橋絡された状態とを識別するだけに過
ぎない。検出器は、診断上重要な助けとなる粒子
の濃度または粒子の累積速度に関する表示を与え
ない。 上記のような欠点があるために、従来の検出器
は、その使用を比較的大きな金属断片の検出に制
限されており、一般には例えば、軸受の過度の摩
擦の検出等には使用されていない。 例えば、農業用機械および土工機械がその典型
例であるように少なくとも或る種の変速機系統の
場合における第３の欠点は、外向き突出したフイ
ンガまたは磁石支承部材が変速機ハウジング内に
配設されている変速機の歯車の歯やその他の機素
と接触して破損を生ぜしめたり、あるいは破損さ
れたりすることが実際上生ずると言う危険であ
る。さらにこのような検出装置の磁石は、誘起磁
束が発生せしめられるような変速機ハウジングお
よび機素に露出されており、そのために金属粒子
が検出器ではなく、ハウジングや機素に吸着され
てしまつて、それにより検出装置の本来低い感度
が更に減少すると言う問題がある。 加えるに、いずれの場合にも磁石は必然的に潤
滑材に露出される。そして潤滑材は或る期間に亘
つて加熱される傾向があるために、磁石の磁界が
弱められる。 本発明は、ここで問題としている型式の装置に
おいて電極間に延在する磁束の或るパターンを用
いれば、非常に優れた感度を有する検出器が得ら
れると言う発見に基ずくものである。本発明によ
る磁束分布パターンを用いれば、電極間に橋絡す
る金属の導電率が潤滑材内に存在する金属粒子の
濃度と充分な再現性をもつて相関し、潤滑材の汚
染を表わす有用な尺度となることが判つた。本発
明による好ましい具体例においては200メツシユ
より小さい金属粒子の0.002grより小さい沈澱も
しくは付着を検出することが可能である。 本発明の１つの様相によれば、電気的に非導電
性の流体媒体中の磁化可能な導電性の粒子を検出
するための装置において、互いに電気的に絶縁さ
れた２つの離間した電極手段間に延びる磁束路に
磁束を発生し、そして上記電極手段の１つから他
の電極手段に導電路が形成された状態を信号で表
わすための回路手段に接続可能なセンサ手段を備
え、上記磁束路における磁束の磁力線が上記１つ
の電極から他方の電極手段に実質的に直線状に延
びていることを特徴とする装置が提案される。 本発明の第２の様相によれば、上述の第１の様
相による装置において、ループ路に上記磁束の平
衡状態を実質的に維持するための強磁性手段を備
えており、該磁束の平衡状態は上記強磁性手段内
に実質的に閉じ込められ、それにより上記磁束の
非直線状部分が上記電極手段間に配列された磁化
可能な粒子に影響を及ぼすことを阻止するように
した装置が提案される。 本発明の第３の様相によれば、上記第１または
第２の様相による装置において、上記１つの電極
手段から他方の電極手段に延びて、上記磁束路の
容積を占める非磁性で非導電性の中実な物質を有
し、それにより装置の使用時に磁化可能な粒子が
磁束路部分に接近することを阻止するようにした
装置が提案される。本発明の好ましい具体例の使
用においては、電極間の直線状の磁束路に吸着さ
れる磁化可能な粒子は、磁力線に沿つて整列す
る。顕微鏡写真法によれば、このような粒子は一
方の電極から他方の電極へ実質的に直線状の橋絡
部の形態で延在していることが判つた。この点が
従来の検出器と対照的な点である。従来の検出器
においては磁界の磁力線は曲線の拡散パターンで
形態で潤滑材を通つて１つの電極から他方の電極
に延在しているのである。したがつて粒子は２つ
の電極間に曲つた橋絡部を形成することは明らか
である。そして、この橋絡部の曲率半径は、磁極
間の距離、磁力線の分布パターンに影響する磁界
の強さおよび橋絡部に含まれる粒子の質量や大き
さのような因子により左右され、その結果、警報
回路をトリガする橋絡部を形成するのに必要とさ
れる金属量の可変性の原因となつている。 第２に本発明の好ましい具体例によれば、磁化
可能な粒子に接近し得る電極間の磁束は小さな横
断面積の路に閉じ込められ、そして電極間を除き
実質的に強磁性の継鉄もしくはヨーク内に閉じ込
められる。したがつて磁束に吸引される金属粒子
は、電極間の小さな横断面積の路に集中する傾向
となり、吸着されたほとんど全べての粒子が電極
間を橋絡する粒子橋絡部の形成に加担する。これ
に対し従来の検出装置の場合には、金属粒子は磁
極のいずれか一方に吸引される傾向を示し、各磁
極面の表面およびその近傍に無規則的に分布する
傾向を示している。したがつて各磁極に吸着され
る比較的少量の粒子が両磁極間に最終的に形成さ
れる橋絡部の導電路の一部を形成することにな
り、この結果このような検出装置の感度および再
現性に悪影響を及ぼされる。 本発明の好ましい具体例においては、電極間の
磁束に吸引される実質的に全べての粒子が該電極
間に形成される橋絡部の形成に加担するので、橋
絡部の導電率（または抵抗値）の測定は潤滑材も
しくは流体内の粒子濃度と相関性を有することに
なる。 電極間における導電性橋絡部の形成を検出する
ばかりではなく、形成された橋絡部の電気的イン
ピーダンスの変動をも検出する回路手段と検出器
とを組合せることによつて、存在する金属粒子量
ならびに金属粒子の析出もしくは付着速度に関す
る表示を得ることが可能である。 この点が従来装置と大きく異なるところであつ
て、従来の装置の場合には、回路手段は単に金属
粒子橋絡部を流れる電流が 値を越えたことの表
示を与えるだけに過ぎない。したがつて、このよ
うな装置では、電流は金属量とよく相関せず比較
的再現性が悪い量となるので、このような電流を
導電率の変動に敏感な回路に供給しても無意味と
なつてしまう。 次に添付図面を参照して本発明の具体例を説明
する。 第１図を参照するに、この図にはここで問題と
している型の従来のセンサの典型例において用い
られているような２つの離間配置された磁石１１
および１２間に延在する磁力線１０が示されてい
る。 第２図には本発明による磁界のパターンの一例
が示されており、磁気コア２４の磁極２１から出
る磁力線２０は強磁性の部材２２に直線的に延び
て、該強磁性部材２２内を通り、該部材２２から
磁極２１とは反対の極性の磁極２３に向い直線的
に延びている。図示の例においては磁極２３から
磁極２１まで強磁性のコア２４を介して磁気ルー
プが完結している。磁界の方向に離間されて、互
いに電気的に絶縁されている電極（第２図には示
されていない）は例えば磁極面２１と強磁性の部
材２２との間に延在する直線磁界内に磁界の方向
に沿つて離間して設けることができるし、あるい
はまた磁気コアおよび部材２２をそれぞれ１つの
電極として用いることができよう。 第３図を参照するに、この図には本発明による
好ましい具体例の動作原理の一例が示されてい
る。この例において参照数字２０ないし２４は第
２図のものに対応の部分を表わす。さらに第３図
には磁気コア２４を収容する非強磁性で導電性の
ケーシング３０の１部分が示されている。磁束２
０はこのケーシングを通つて直線的に延びてい
る。ケーシング３０および強磁性の部材２２は電
極としての働きをなし、第３図には示されていな
い手段によつて回路に接続されている。非磁性で
非導電性のスペーサ（間隔材）３２が強磁性の部
材２２をケーシング３０から離間している。図示
の例においては部材２２は磁極２１および２３の
上方に位置し、そしてスペーサ３２は磁極２１と
部材２２との間の直線磁界の１部を占め、それに
よつて磁束路全体の横断面積に比較して小さい横
断面積を有する直線磁束路の残余の部分に対する
粒子の接近を制限している。 第４図を参照するに、この図には本発明による
センサ手段の好ましい具体例が示されている。こ
の具体例によるセンサは中空の内部および端壁４
１を有するほぼ円筒形状のプラグ４０を備えてお
り、このプラグは使用に際して、その外部円筒状
部分に形成されたネジ４２により変速機ハウジン
グのネジ切りされたポートに装入されるように適
応されている。プラグ４０はフランジ付きの基部
４３を備えており、この基部４３はネジ切りされ
た部分４２をそれと咬合するポートに螺入した時
に変速機ハウジングの外部と接触するように適応
されている。基部４３はポートへのプラグの螺入
を容易にするために、ナツトのような仕方で偏平
部４４を有するのが望ましい。少くとも端壁４１
は導電性で非磁性の材料から形成されており、そ
してこの具体例の場合には端壁４１を含めプラグ
４０は黄銅から形成されている。 プラグ４０内にはほぼ円筒形状をした強磁性材
料からなる永久磁石コア４５が収容されており、
この永久磁石コアは軸線方向に貫通する孔を有す
ると共に、２つのＤ字型の磁極面４６および４７
を有しており、これら磁極面は互いに反対の極性
にある。磁極面４６および４７は端壁４１の内側
に隣接して配置されている。 端壁面４６および４７の上方には円筒型の磁力
４５と実質的に同じ直径を有する円板４８が配設
されており、この円板４８は例えば鋼のような強
磁性で導電性の金属から形成されておつて、その
中心部に穴が穿孔されている。円板４８は端壁４
１に対し実質的に平行に配置されて、１つまたは
２つ以上のスペーサ円板４９により該端壁４１か
ら離間されている。第４図の例においてはスペー
サ円板４９が２つ用いられている。これらスペー
サ円板の各々は非磁性で非導電性材料から形成さ
れるものであつて、本例の場合にはプラスチツク
材料から形成されている。円板４９もその中心部
に穴が穿孔されている。なお円板４９は本実施例
の円板４８よりも若干小さい直径有し、それによ
り円板４８は円板４９から張り出すようにするの
や望ましい。 追つて詳述するコネクタ組立体５０がプラグの
基部に装入されるように適用されている。このコ
ネクタ組立体５０は該組立体５０から直線方向に
プラグを通る磁石４５の孔、端壁４１の穴、非導
電性の円板４９および強磁性円板４８の穴を通る
ボルト５１を備えておつて、これら要素は好まし
くは自己鎖錠型式のナツト５２によつてそれぞれ
の位置に保持されている。ナツト５２およびボル
ト５１は黄銅のような非磁性で導電性の材料から
形成されている。 ナツト５２を締め付けると、コネクタ組立体５
０はＯ−リング５３に当接する。このＯ−リング
５３は二次油シールとしての働きをなし、磁石４
５に当接して、諸要素を固定の組み立てられた状
態に保持する。コネクタ５０はベークライトのよ
うな電気的に絶縁性の材料から形成されておつ
て、プラグ（図示せず）を受けるためのコネクタ
手段５４を有しており、このコネクタ手段はボル
ト５１を介して円板４８と電気接続関係にある。
端壁４１および磁石４５を通る開口はプラグ４０
がボルト５１から電気的に絶縁されるようにボル
ト５１よりも大きな直径を有する。必要ならば追
加の絶縁スリーブ状ボルト５１ａを設けて壁４１
および磁石４５からの上記のような絶縁を確保し
てもよい。 使用に際してプラグは潤滑材の漏洩を阻止する
べくシールを形成するようにして、しかも端壁４
１が潤滑材と接触するようにして変速機ハウジン
グのポートに螺入される。磁気コアはハウジング
からプラグによつて遮蔽されておつて、しかも磁
束路は円板４８と磁極４６，４７との間の空間を
除き強磁性材料４８または４５内に実質的に閉じ
込められるので、磁力線束は磁石と円板との間で
実質的に直線状に延在する。しかしながら端壁４
１と円板４９を越えて突出する円板４８の張出し
部との間に位置する磁束の部分だけが磁化可能な
粒子にアクセスし得るだけであつて、磁化可能な
粒子が磁束路内に相当程度侵入することは円板４
９により阻止される。近傍に存在する磁化可能な
粒子は、円板４９によつて覆われていない近接可
能な各磁極に隣接した磁束の部分または誘起され
た磁極としての働きをする円板４８の張出し部に
おける磁束に吸引される。 円板４８内の磁束は実質的に閉じ込められてい
るので、例えば円板４８の外部に露出した面に到
達する粒子は円板４８と端壁４１との間の露出さ
れた磁束部分に吸引される傾向となる。その後に
順次到来する粒子は磁極または誘起磁極に隣接し
て既に保持されている粒子に添加されて電極とし
ての働きをなす円板４８と端壁４１との間を橋絡
する橋絡部もしくはブリツジを形成する。この橋
絡部の粒子は磁界内で整列して、狭い横断面の実
質的に直線形の橋絡部を形成する。橋絡部が直線
状であるので、これら電極間のギヤツプを橋絡す
るのに必要とされる小さな金属粒子の塊は、従来
装置の場合程磁界の強さの変動または粒子の大き
さおよび質量に対し敏感ではない。さらに吸着さ
れたほとんど全ての粒子が橋絡部の形成に加担す
る。 スペーサ４９は円板４８をプラグ本体から離間
しかつプラグ本体から電気的に絶縁する働きをな
すばかりでなく、変速機から潤滑材が磁石のプラ
グ・ハウジングの内部に漏洩するのを阻止する油
シールとしての働きをなす。スペーサの数および
厚さは特定の環境において所望の感度が得られる
ように変更することができる。電極間に直線状の
磁界を形成するのに、多くの他の構成を採用し得
ることは理解されるであろう。例えば向い合つた
平行な磁極面を有するＣ字型の磁石を用いて、こ
れら磁極面間に直線状の磁界を発生することがで
きる。その場合には磁石から電気的に絶縁される
少くとも１つの電極は強磁性の磁気ギヤツプ内に
配設するか、あるいは該ギヤツプ内の磁束と連接
して配置することが必要となろう。またその場
合、その磁極面を他方の電極として用いることが
できよう。同様にして２つの棒磁石を磁極が異な
るようにして平行にかつ互いに面し合うように配
設して用いることも可能であろう。第４図を参照
して上に述べた具体例では特に縦断面積が小さ
く、それによつて変速機ハウジング内の空気に相
当大きな程度侵入することなく、変速機ハウジン
グに取付け使用が可能であるとゆう利点が得られ
る。本発明による全ての磁石配列において、磁極
面間のギヤツプには部分的に非強磁性で非導電性
の材料を充填し、それによりいずれかの磁極に吸
着されて、２つの電極間に橋絡部を形成する粒子
が狭い横断面の路の形態で該橋絡部を形成せしめ
るようにするのが極めて望ましい。第４図に示し
た具体例の磁極４６および４７は単一の磁石コア
ではなく、２つの別個の磁石に所属するものであ
つてもよく、また磁極面は例えば環の１部のよう
な他の形状にしてもよいことは理解されるであろ
う。また円板４９を円板４８と同じ直径にしても
よく、その場合には円板４９の縁部が電極として
の働きをなす。円板４８は磁力４５と同じ直径で
ある必要はないが、同じ直径にするのが好まし
い。 表１は第４図に示した本発明の具体例による複
数個の検出器のトリガ時の電気抵抗および抵抗が
無限大から10kΩないし400kΩに最初に落ちる時
点において検出器に付着している粒子の量を示
す。表２は抵抗が100ないし5000Ωの範囲内に落
ちた時の検出器に付着している粒子の量を示す。
電気抵抗と付着粒子量との間の相関関係は全く良
好でありそしてギヤツプが約0.7mmの時に最適と
なる。

【表】

【表】 例えば潤滑材の種類のような回路のトリガ時の
抵抗値に影響を及ぼし得る環境因子があるため
に、検出器と共に用いられる回路手段はオームで
抵抗値を表示するのではなく、多数の抵抗値範囲
のうちの１つに基づいて抵抗値を類別するような
型のものであるのが好ましい。この目的で考案さ
れた回路が第５図に示されている。 第５図の回路は例えば異なつたエンジンまたは
変速機の場所に取り付けられた前述の型の４つの
検出器のうちの任意の１つが電気的に回路に接続
されて、スイツチで選択可能な予め定められた値
より小さい抵抗値を有する時に警報を発生するよ
うに動作する。 警報は約１Hzで可聴警報と同期して点滅する
「モニタ警報」表示器の形態をとる。 そこで検出器選択スイツチは点滅「モニタ選択
インジケータ」もしくは表示器で各検出器を逐次
走査させる。 第５図の回路はスイツチで選択可能な感度制御
機能を有する。４つの値が予め設定されて、感度
範囲が定められており、この感度範囲において高
い方の感度は通常の摩耗に対応する微粉末状の粒
子の付着形成を表示するためのものであり、そし
て上記感度範囲内の低い方の感度は尋常でない大
きな金属チツプを表示するためのものである。特
定の検出器が低感度領域に設定された場合、ある
いはまた検出器の清浄後に過度に短い期間経過後
回路が高感度領域となつた場合、あるいはまた高
感度領域に設定された後に短期間の経過後に回路
が次に低い感度領域となつた場合には、これは過
度の摩耗もしくは損傷を意味する。 第５図の回路はまたオペレータが各検出器への
接続の連続性およびモニタ装置の正しい機能を試
験することができるように代替試験機能をも備え
ている。 第５図の回路はそれぞれが１つの検出器をモニ
タすることができるように４つの比較器を有する
クオツド比較回路IC−５を備えている。なお第
５図にはIC−５のうちの第１の比較回路だけし
か示されていない。第５図に示したIC−５の比
較器において、回路点Ａは１つの検出器の１つの
電極に接続されており、この検出器の他の電極は
接地されている。 IC−５の第２、第３および第４の比較器（第
５図には示されていない）も同様の仕方で図示さ
れてはいないがそれぞれ回路点Ｘ２およびＹ２，
Ｘ３およびＹ３，Ｘ４およびＹ４間に設けられる
比較器に接続されている。 第２、第３および第４の比較器の各々は第１の
クオツド比較器の場合と類似の仕方でそれぞれの
第２、第３および第４の検出器に接続されてい
る。IC−５の各比較器は検出器電極間の電圧を
感度選択スイツチSW−２ａによつて与えられる
スイツチで選択可能な基準電圧のバツフア出力で
あるIC−１の出力と比較する。バツフア基準電
圧は本例の場合２％の公差でそれぞれ６Ω、12
Ω、５Ωおよび1000Ωである抵抗器Ｒ１，Ｒ２，
Ｒ３，Ｒ４から構成された梯子形抵抗回路から取
り出されそしてこの基準電圧は選択された抵抗比
に梯子形回路にかかる電圧V⁺（本例の場合＋8V）
を乗じた値に直接比例する。 梯子形抵抗回路はIC−５に対し基準電圧を与
えるばかりでなく、第５図に示されていないIC
−５の他の３つの比較器にも基準電圧を与える。
比較器IC−５の他の入力は（本例の場合35KΩで
ある）Ｒ５と直列の検出器抵抗の比にV⁺を乗じ
た値に直接比例する検出器にかかる電圧である。 いずれかの検出器電極対にかかる電圧が基準電
圧よりも小さくなると対応の比較器IC−５の出
力は論理レベル「１」である＋Ｖとなる。 IC−２は比較器出力の任意の組合せで１Hz発
振器として働くIC−５を可能化するように論理
オア・ゲートとしての機能を果たす。ピン３に現
われる発振器の出力はクオツド−２入力アンド・
ゲートであるIC−３によつて緩衝され、スイツ
チＴ３およびＴ１に与えられる。これらスイツチ
Ｔ３およびＴ１はそれぞれブザーＡ１および計器
パネルに配設された「モニタ警報」ランプＡ２を
付勢する。 パネルに取り付けられたスイツチSW−１によ
つてオペレータは各比較器IC−５の出力を選択
することができ、この出力が論理「１」である時
には発振器IC−４の出力をスイツチＴ２にゲー
トして「モニタ報知」ランプＡ３を付活する。 IC−６は＋12Vまたは24Vの塔載電源から＋
8V給電母線に電力を供給する電圧調整器である。 パネルに取り付けられたスイツチSW−２は５
位置２極スイツチであつて位置２ないし５におい
ては感度が選択されそして位置１は試験位置であ
る。回路点Ａ１，Ｂ１，Ｃ１およびＤ１は検出器
の接地されていない電極に接続される。試験位置
においてはSW−２ｂの第２の極がＡ１，Ｂ１，
Ｃ１およびＤ１において４つの検出器の各々に対
する短絡回路の電気的等価回路を形成し、それに
より装置全体のチエツクが可能となる。 以上潤滑材内の金属粒子の検出のために使用す
ることと関連して説明したが、本発明による検出
器はまた例えば非導電性の流体を搬送するパイ
プ・ラインにおける弁装置キヤビテーシヨンによ
り生じしめられる金属粒子の検出のような他の電
気的に非導電性である流体での使用に適要できる
ものであることは理解されるであろう。 また好ましい具体例として検出器は或る部分に
螺着するように適応されたプラグの形態をとつて
いるが他の具体例として検出器は探針の形態をと
ることができる。 上に述べた好ましい具体例においては検出器は
該検出器の電極を橋絡する金属粒子橋絡部の電気
抵抗の変動を表わす信号を発生する回路と組み合
わせて用いられているが、或る種の用途において
は検出器の２つの電極と直列にランプまたはブザ
ーを設けて、この回路を電源に接続し、通常は開
いている回路が電極間を橋絡する粒子の橋絡部に
よつて閉路された際に可視または可聴警報が発生
するように構成することも可能であることは理解
されるであろう。さらに上に述べた具体例におい
ては電極間において粒子により設定される導電路
の抵抗値が予め定められた抵抗値との比較により
測定されているが、しかしながらこの抵抗値は例
えばオーム・メータのような他の手段を用いて同
等に測定し得ることは言う迄もない。 同様にして抵抗値を表わす他のパラメータ、例
えば電流変動を測定することもできる。またＡ・
Ｃ信号を印加してインピーダンス変化を測定して
もよい。 抵抗値変化または他のパラメータの変化またデ
イジタル読取りのような他の手段で表示すること
もでき、そして或る期間に渡つて抵抗値変化率を
測定するために記録装置その他適当な手段に供給
することも可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来装置の拡散磁界の典型的な磁力線
分布を示す略図、第２図は本発明の第１の具体例
による磁界の磁力線分布を示す略図、第３図は本
発明の第２の好ましい具体例の動作原理を説明す
るための略図、第４図は本発明によるセンサ装置
の断面図そして第５図は第４図のセンサに接続し
て用いるのに有用な回路の回路図である。 １０，２０：磁力線、１１，１２：磁石、２
２：強磁性の部材、２４，４５：磁気コア、３
０：ケーシング、３２：スペーサ、４０：プラ
グ、４２：ネジ、４３：基部、４８：円板、４
９：スペーサ円板、５０：コネクタ組立体、５
１：ボルト、５２：ナツト、５３：Ｏ−リング。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 非導電性の流体媒体中の磁化可能な導電性の
   粒子を検出するための検出装置において、 互いに横方向に離間され、かつ反対の極性を有
   する２つの共面の磁極面を備えた強磁性体のコア
   ２４，４５と、 該両磁極面の上部に配置され、かつこれら磁極
   面から、当該強磁性部材と各磁極面との間に磁束
   が直線状に生じるよう離間されている強磁性部材
   ２２，４８と、 該強磁性部材２２，４８と前記強磁性体のコア
   ２４，４５間に配置され、前記強磁性部材と各磁
   極面間の前記直線状の磁束路の大部分を占有して
   前記導電性粒子が前記磁束路の残りの狭い部分に
   のみ接近できるようにする非磁性、非導電性のス
   ペーサ部材３２，４９と、 前記強磁性体のコア２４，４５を一方の電極と
   して、また前記強磁性部材２２，４８を他方の電
   極としてそれぞれ含み、これら２つの電極間の前
   記磁束路の残りの狭い部分に直線状に付着する前
   記粒子によつて形成される導電路の導電率を測定
   するための回路手段（第５図） とを具備することを特徴とする検出装置。 ２ 装置の使用時に磁化可能な粒子が接近し得る
   前記直線状磁束路の横断面積が前記電極手段間の
   前記直線状磁束路の全横断面積と比較して小さく
   されている特許請求の範囲第１項記載の検出装
   置。 ３ 前記回路手段が、前記導電路の電気抵抗があ
   らかじめ定められた電気抵抗値より低いという状
   態を表わす信号を発生するための手段を含む特許
   請求の範囲第１項記載の検出装置。 ４ 前記回路手段が、前記電極間の電流の流れを
   示すパラメータが閾値を越えたという状態を表わ
   す信号を発生するための手段を含む特許請求の範
   囲第１項記載の検出装置。 ５ 前記回路手段が前記電極間の電流の大きさの
   変化を指示するための手段を含む特許請求の範囲
   第１項記載の検出装置。 ６ 前記回路手段が前記導電路の電気抵抗を１つ
   またはそれ以上のあらかじめ定められた抵抗値と
   比較するための手段を含む特許請求の範囲第１項
   記載の検出装置。 ７ 前記磁極面に向つて配置された前記強磁性部
   材の面が前記両磁極面の外側周囲を取囲む線と同
   じ形状を有する特許請求の範囲第１項記載の検出
   装置。 ８ 前記強磁性部材の前記面が前記外側周囲を取
   囲む線によつて囲まれた面積と実質的に同じ面積
   を有する特許請求の範囲第１項記載の検出装置。 ９ 前記強磁性部材の前記面が前記各磁極面と実
   質的に平行である特許請求の範囲第１項記載の検
   出装置。 １０ 前記磁極面が単一の磁気コアの磁極面であ
   る特許請求の範囲第１項記載の検出装置。 １１ 前記各磁極面が永久磁石の磁極面である特
   許請求の範囲第１項記載の検出装置。 １２ 前記第１の電極と前記第２の電極とを分離
   する距離が調節可能である特許請求の範囲第１項
   記載の検出装置。 １３ 非導電性の流体媒体中の磁化可能な導電性
   の粒子を検出するための検出装置において、 互いに横方向に離間され、かつ反対の極性を有
   する２つの共面の磁極面を備えた強磁性体のコア
   ２４，４５と、 該両磁極面の上部に配置され、かつこれら磁極
   面から、当該強磁性部材と各磁極面との間に磁束
   が直線状に生じるよう離間されている強磁性部材
   ２２，４８と、 前記磁極面を覆う非強磁性の導電性部材３０，
   ４１と、 前記強磁性部材２２，４８と前記導電性部材３
   ０，４１間に配置され、前記強磁性部材と各磁極
   面間の前記直線状の磁束路の大部分を占有して前
   記導電性粒子が前記磁束路の残りの狭い部分にの
   み接近できるようにする非磁性、非導電性のスペ
   ーサ部材３２，４９と、 前記導電性部材３０，４１を一方の電極とし
   て、また前記強磁性部材２２，４８を他方の電極
   としてそれぞれ含み、これら２つの電極間の前記
   磁束路の残りの狭い部分に直線状に付着する前記
   粒子によつて形成される導電路の導電率を測定す
   るための回路手段（第５図） とを具備することを特徴とする検出装置。 １４ 装置の使用時に磁化可能な粒子が接近し得
   る前記直線状磁束路の横断面積が前記電極手段間
   の前記直線状磁束路の全横断面積と比較して小さ
   くされている特許請求の範囲第１３項記載の検出
   装置。 １５ 前記回路手段が、前記導電路の電気抵抗が
   あらかじめ定められた電気抵抗値より低いという
   状態を表わす信号を発生するための手段を含む特
   許請求の範囲第１３項記載の検出装置。 １６ 前記回路手段が、前記電極間の電流の流れ
   を示すパラメータが閾値を越えたという状態を表
   わす信号を発生するための手段を含む特許請求の
   範囲第１３項記載の検出装置。 １７ 前記回路手段が前記電極間の電流の大きさ
   の変化を指示するための手段を含む特許請求の範
   囲第１３項記載の検出装置。 １８ 前記回路手段が前記導電路の電気抵抗を１
   つまたはそれ以上のあらかじめ定められた抵抗値
   と比較するための手段を含む特許請求の範囲第１
   ３項記載の検出装置。 １９ 前記磁極面に向つて配置された前記強磁性
   部材の面が前記両磁極面の外側周囲を取囲む線と
   同じ形状を有する特許請求の範囲第１３項記載の
   検出装置。 ２０ 前記強磁性部材の前記面が前記外側周囲を
   取囲む線によつて囲まれた面積と実質的に同じ面
   積を有する特許請求の範囲第１３項記載の検出装
   置。 ２１ 前記強磁性部材の前記面が前記各磁極面と
   実質的に平行である特許請求の範囲第１３項記載
   の検出装置。 ２２ 前記磁極面が単一の磁気コアの磁極面であ
   る特許請求の範囲第１３項記載の検出装置。 ２３ 前記各磁極面が永久磁石の磁極面である特
   許請求の範囲第１３項記載の検出装置。 ２４ 前記第１の電極と前記第２の電極とを分離
   する距離が調節可能である特許請求の範囲第１３
   項記載の検出装置。