JPH02236440A - 潤滑油の劣化検出方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、エンジンオイル等の潤滑油の劣化度合を検出
する潤滑浦の劣化検出方法及び装置に関するものである
。

〔従来の技術〕

従来、エンジンオイル等の潤滑油の劣化度合を検出する
手段としては、紫外光、可視光、赤外光を利用したもの
があり、特公昭６０−２３６０４８号、特公昭５８−１
００７３９号、特公昭５７−１０１．７４４号等により
公知である。

上記従来の技術は、潤滑油に照射された紫外光、可視光
、赤外光が浦中の有色粒子成分にょって吸収または散乱
され、油を透過する光量の減衰が油の劣化によって増加
する有色粒子成分の量と共に増加することを利用したも
のである。

上記利用する光は、紫外光の場合、３００〜４００ｎｍ
の波長の光をつかってその吸収度から劣化度を判定し、
また赤外先の場合、５〜６μｍの波長の光をつがい、こ
の光が油中の粒子成分により散乱して減衰する度合を検
出することによりこれの劣化度を検出するようになって
いる。

〔発明が解決しようとする課題〕

例えばエンジン油の場合、油が高温状態で酸化すると、
Ｃ−０の結合をもった分子が生成する。またガソリンエ
ンジンでは硝酸、ディーゼルエンジンでは硝酸のほかに
硫酸も生成する。

これらの生成物の作用によって発色物質が発生する。一
方エンジンの燃焼による燃料酸化物や潤滑油酸化物も生
成している。特にディーゼルエンジンの場合には潤滑油
にススが多く分散しており、直接発色物質による光の吸
収をＧＪ定しようとしても、吸収光に紫外光を使用した
場合、潤滑油の透過厚さを、数ミクロン程度にしないと
測定できなかった。

また吸収光に赤外光を使用した場合は、上記紫外光を用
いた場合のような問題はないが、赤外光を使用する場合
の上記従来の技術では、５〜６μｍの波長の部分に高分
子の特性吸収のない部分があるのを利用して、油中の高
分子からなる粒子成分による散乱による透過光の減衰だ
けを検出するようにしていた。

本発明は上記のことにかんがみなされたもので、吸収光
に紫外光を用いた場合でも、油中のレジンやスス、さら
に酸化物粒子、金属摩耗粉などにさまたげられることな
く油中の黄色発色物質を精度よく測定でき、これにより
、潤滑油の全酸価を正確に知ることができるようにした
潤滑油の劣化検出方法を提供することを目的とするもの
である。

また吸収光に赤外光を使用する場合、潤滑油中の粒子成
分の量と、これの全酸価の双方を求めることができるよ
うにした潤滑油の劣化検出装置を提供することを目的と
するものである。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、第１の発明に係る潤滑油の
劣化検出方法は、一定量の潤滑油と一定量の極性有機溶
媒を混合して潤滑油中の粒子成分を沈澱させ、その後上
記極性有機溶媒を混合した潤滑油中の黄色発色物質の量
を３００〜４８０ｎｍの光による吸光で測定し、その測
定値と既知の油の劣化指標との相関より潤滑油の劣化度
を判定する。

また第２の発明に係る潤滑油の劣化検出装置は、５〜６
μｍ及び７．７〜９．１μｍの波長を含む光を照射する
光源と、この光源からの光の光輔に対して傾斜し、かつ
上記先軸を中心に回転する傾斜鏡と、光源と傾斜鏡の間
の光路内に位置する試料セルと、上記光源の光軸の周囲
に配置されて上記傾斜鏡からの反射光を受け、この光の
５〜６μｍの波長の光を透過する第１の干渉フィルタと
、７．７〜９．１μｍの波長の光を透過する第２の干渉
フィルタと、上記各干渉フィルタの背後に位置して各干
渉フィルタを透過した光を受光する第１、第２の光セン
サと、両光センサに接続され、両光センサの検出出力を
選択的に処理する検出出力処理回路とがらなっている。

〔作　用〕

試料セル内に試料となる潤滑油を封入して、これに光源
からの光を透過させる。透過光は上記試料中の不溶解分
量によって、５〜６μｍの波長の光が吸収減衰され、ま
た有機酸、硫黄酸化物によって、７．７〜９．１μｍの
波長の光が吸収減衰される。そしてこの透過光の５〜６
μｍの波長の光は第１の干渉フィルタを通って第１の光
センサにて受光され、また７．７〜９．１μｍの波長の
光は第２の干渉フィルタを通って第２の光センサにて受
光される。そして上記両光センサからの検出出力は検出
出力処理回路にて演算処理されてそれぞれ選択的に表示
される。そしてこの第１の光センサの検出出力から試料
中の不溶解分量が、また第２の光センサの検出出力から
試料中の全酸価が、それぞれ判定される。

〔実　施　例〕

本発明の実施例を以下に説明する。

使用されたエンジン油等の潤滑油中には、油の酸化によ
って黄色発色物質が生成している。

そしてこれと共に、有機の固体微粒子（レジン〕やスス
、金属の酸化物粒子、金属摩耗粉等が含まれている。

そこで一定量、例えば０．０１ｍｊ！のエンジン油を２
ｍｉｌの極性有機溶媒、例えばエタノールに混合して試
料を作成する。この極性有機溶媒としては上記エタノー
ルのほかにアセトン、アルコール等がある。

これにより、試料の潤滑油の粘性が低下すると共に、潤
滑油中にレジン、スス、酸化物粒子、金属摩耗粉等の粒
子成分を分散させている分散剤が極性有機溶媒側へ抽出
され、この作用にて上記粒子成分が沈澱される。

その結果、潤滑油と極性有機溶媒を混合した試料から、
測定の妨害となる粒子成分が除去される。

次に３００〜４８０ｎｍの短波長の光に対する上記試料
の吸光度を第２図あるいは第３図に示す装置にて測定す
る。

第２図に示す装置にあっては、光源１からの光は分光器
２の回折格子３にてこの光の中の３００〜４８０ｎｍの
短波長だけが分光されて試料セル４に封入した試料に照
射される。試料内では、この試料中の黄色発色物質によ
って上記光が吸収され、この試料を透過する光は上記黄
色発色物質により減衰される。

上記試料を透過する光は検出素子５にて試料検出値ｌと
して検出され、この試料検出値Ｉはアンプ６にて増幅さ
れ、指示器７にて表示される。

第３図に示す装置にあっては、光源１からの光の全量を
試料セル４に封入した試料を透過させ、この透過光を干
渉ミラー８に反射させ、この干渉ミラー８にて上記透過
光から３００〜４８０ｎｍの短波長の光を取り出し、こ
の光の強さをレンズ９を介して検出素子１０にて試料検
出値Ｉとして検出する。

なお上記両装置において、各光路内に試料を介在させな
い場合の検出値を基準検出値Ｉ０とする。

第１図はディーゼルエンジンに使用された潤滑油につい
て測定した結果を示すもので、このときの各試料は極性
有機溶媒２ｍＮに潤滑油０６０１ｍＮを混合させ、よく
振りまぜた後４００ｎｍの光の吸光度を＃１１ｊ定した
。

この図において、横軸に全酸価（ｍｇＫＯＨ／ｇ）を、
縦軸に透過強度比（−１ｏｇｌ／Ｉｏ　）をとった。こ
の図から測定結果である透過強度比と金酸価とは比例関
係にあり、この両者は十分な相関が認められる。

このことから、この図を用いることにより、全酸価が未
知の潤滑油の吸光度を測定してその透過強度比（ｉｏｇ
ｌ／Ｉ．　）を知ることにより、その潤滑油の全酸価を
知ることができ、それからその潤滑油の酸化劣化度を判
定することができる。

第４図から第７図は第２の発明の実施例を示すもので、
図中１１は放物面鏡１１ａの焦点に位置する光源、１２
はこの光源１１の光路に４５°傾斜して対向して設けら
れた傾斜鏡、ｌ３はこの傾斜鏡１２を上記光源１１の光
路軸を中心にして回転するバルスモータである。このパ
ルスモータ１３は１〜２ｒ．ｐ．ｍで回転するようにな
っている。傾斜鏡１２の両側にはこの傾斜鏡１２の反射
光軸と直角状にして第１、第２の干渉フィルタ１４．１
５が配設されている。

そして上記第１の干渉フィルタ１４は５．５μｍの波長
だけを透過し、また第２の干渉フィルタ１５は８６　５
μｍの波長だけを透過するようになっている。上記各干
渉フィルタ１５．１６の背後には放物面鏡１７．１８及
びこれの焦点に位置する第１、第２の光センサ１９，２
０が配置してある。

上記光源１１と傾斜鏡１２の間の光路内に試料セル２１
が配設される。この試料セル２１は２．５〜９．１μｍ
の波長を透過する材質にて構成されている。

上記第１、第２の光センサ１９．２０は第５図に示す検
出出力回路に接続されており、各光センサ１９，２０に
入射した光は、この各光センサ１９，２０にて電流に変
換されてブリアンプ２２．２３に入り、電圧信号になる
。この両電圧信号は次段のアンプ回路２４．２５にて調
整されるようになっている。両アンプ回ｖＩ２４，２５
は切換スイッチ２６、ピークホールダ２７を介して表示
装置２８に接続されている。２９はリセットスイッチで
ある。

上記構成において、試料セル２１に試料となる潤滑油を
封入してから光源１１をＯＮにする。

光源１１からの光は平行光線となって試料に照射されて
これを透過し、この間に光の減衰、吸収が起こる。透過
した光は、傾斜鏡１２に到達する。そしてこの光は傾斜
鏡１２の回転により第１、第２の干渉フィルタ１４．１
５に切換照射される。

第１の干渉フィルタ１４では５，５μｍの波長が透過し
、また第２の干渉フィルタ１５では８．５μｍの波長が
透過してそれぞれの光センサ１９，２０に入射される。

そしてこの各光センサ１９．２０の検出出力は検出出力
回路内の切換スイッチ２６により切換えることにより、
表示装置２８に選択的に表示される。

光源１１からの光（赤外光）は試料を透過する間に、こ
の試料中のへキサン、ベンタン不溶解成分である粒子成
分によりこの光の５〜６μｍの波長部分が吸収される。

また試料中の有機酸、硫黄酸化物により、７，７〜９．
１μｍの波長の光が吸収される。

従って第１の光センサ１，９の出力は試料中の粒子成分
（ヘキサン、ペンタン不溶解成分）の量により変化し、
また第２の光センサ２０の出力は試料中の有機酸、硫黄
酸化物の量によって変化する。

そこで第１の光センサ１９の検出出力によりその試料中
の不溶解分量が推定できる。また第１の光センサ１９と
第２の光センサ２０の両検出出力の差Ｖ，−Ｖ２からそ
の試料の全酸価が求められる。

不溶解分量と金酸価があらかじめわかっている多数の試
料のついて、上記検出作業を行なったところ、第１の光
センサ１９の検出出力Ｖ．と不溶解分ｆｉ　（　ｗ　ｔ
％）の関係は第６図に示すようになり、また両光センサ
１９，２０の検出出力の差Ｖｂ　　（＝Ｖ１　Ｖ２　）
と全酸価（ｍｇＫＯｔｌ／ｇ）の関係は第７図に示すよ
うになった。

この両図から、不溶解分量及び全酸価が未知の試料の各
検出出力Ｖ　．　，　Ｖ　ｂを検出することにより、そ
れぞれの不溶解分量及び全酸価が推定できる。

〔発明の効果〕

第１の発明によれば、吸収光に紫外光を用いた場合でも
、油中のレジンやスス、さらに酸化物粒子、金属摩耗粉
などにさまたげられることなく油中の黄色発色物質を精
度よく測定して潤滑油中の全酸価を正確に知ることがで
きる。

第２の発明によれば、潤滑油中の粒子成分の量と、これ
の全酸価の双方を求めることができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施態様を示すもので、第１図は潤滑油
の全酸価に対する検出光の透過強度比の関係を示す線図
、第２図、第３図、第４図は劣化検出装置の概略的な構
成説明図、第５図はその検出出力処理回路図、第６図は
不溶解分量に対する検出出力の関係を示す線図、第７図
は全酸価に対する検出出力の関係を示す線図である。 １１は光源、１２は傾斜鏡、１４．１５は干渉フィルタ
、１９．２０は光センサ、２１は試料セル。 第 ｌ 図 ／１″ 弔 因 竺 シマ 因 第 図 斤溶解分量 （ｗｔ％） 第 図 主西交価 （ｍｑ　ＫＯ｝ｌ／ｇ　ｌ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）一定量の潤滑油と一定量の極性有機溶媒を混合し
   て潤滑油中の粒子成分を沈澱させ、その後上記極性有機
   溶媒を混合した潤滑油中の黄色発色物質の量を３００〜
   ４８０ｎｍの光による吸光で測定し、その測定値と既知
   の潤滑油の劣化指標との相関より潤滑油の劣化度を判定
   するようにしたことを特徴とする潤滑油の劣化検出方法
   。
2. （２）５〜６μｍ及び７．７〜９．１μｍの波長を含む
   光を照射する光源１１と、この光源１１からの光の光軸
   に対して傾斜し、かつ上記光軸を中心に回転する傾斜鏡
   １２と、光源１１と傾斜鏡１２の間の光路内に位置する
   試料セル２１と、上記傾斜鏡１２からの反射光を受け、
   この光の５〜６μｍの波長の光を透過する第１の干渉フ
   ィルタ１４と、７．７〜９．１μｍの波長の光を透過す
   る第２の干渉フィルタ１５と、上記各干渉フィルタ１４
   、１５の背後に位置して各干渉フィルタ１４、１５を透
   過した光を受光する第１、第２の光センサ１９、２０と
   、両光センサ１９、２０の検出出力を選択的に処理する
   検出出力処理回路とからなることを特徴とする潤滑油の
   劣化検出装置。