JPH02236445A - 磁性異物の検出方法及びその装置 - 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、油や水等の液中及び粉塵中に混入した鉄粉等
の磁性異物を検出する方法及びその装置に関するもので
ある。

〔従来の技術〕

車両及び工作機械等の潤滑油内に、これの使用時間の経
過に伴って増加する摩耗鉄粉や、水、スラリー状物質及
び粉塵等に含まれる各種の磁性異物の含有量を１１Ｉ１
定し、その測定値がら上記潤滑油等の寿命の決定及びこ
れらの各種装置内の清掃及び点検時間等を決定する方法
及びその装置が近年脚光をあびている。

従来の上記磁性異物の検出方法及びその装置に係る従来
の技術として、実開昭６０−１１４９１２号公報に示さ
れた「永久磁石を電極とし、磁性粒子がこれに吸着する
ことで電気回路が閉じられて信号を発するようにした方
法及びその装置」が知られており、また一般的なものと
して、「永久磁石が作る磁界を磁性粒子が横切ることに
よる磁束の変化をコイルにて検出し、この磁性粒子の数
をかぞえる方法及びその装置」等が知られている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら上記従来の方法及びその装置には次に示す
ような欠点があった。

まず前者の方法及びその装置は、簡単、かつ単純である
長所を有するが、電気回路のＯＮ，ＯＦＦの動作範囲が
狭く、さらに水等の導電性物質が介在すると使用できな
いという欠点がある。

後者の方法及びその装置は、粗い破片等に対しては有効
に反応する長所を有するが、約０６２龍径以下の粒子に
対し反応し得ないという欠点がある。

本発明は上記のことにかんがみなされたもので、上記従
来の方法及びその装置における長所を維持できると共に
、動作範囲が広く、かつ微粒子をも正確に検出でき、さ
らに磁性異物の捕集能力、及び感度を高めることができ
るようにした磁性異物の検出方法及びその装置を提出す
ることを目的とするものである。

（：！Ｉｎを解決するための手段〕 上記目的を達成するために、本発明に係る磁性異物の検
出方法は、永久磁石を粒子保持板を介して被検出流体に
接近させ、この永久磁石による磁束にて被検出流体中の
磁性異物を粒保持板に付着捕集し、この磁性異物により
変化する磁束密度の変化を磁気検出器にて電気信号にて
検出して上記磁性異物の量を検出するようになっている
。

上記磁性異物の検出方法を実施する磁性異物の検出装置
は、被検出流体に接触する粒子保持板の外側に、永久磁
石の側面に磁気検出素子を取付けてなる検出器を、これ
の磁気検出素子を粒子保持板側に近接させて配置し、上
記磁気検出素子に、この磁気検出素子を通る磁束密度の
変化を検出する磁束密度検出回路を接続した構成となっ
ている。

上記検出器の磁気検出素子は、永久磁石の一方の磁極面
の中央に取付ける。

また永久磁石の側面に、磁気検出素子と共に、温度補償
素子を取付け、この温度補償素子を温度補償回路を介し
て磁束密度検出回路に接続した構成となっている。

〔作　用〕

検出器の磁気検出素子を通過する磁束は、これが近接す
る粒子保持板に捕集される磁性異物の量によって変化す
るから、この磁気検出素子を通過する磁束密度を検出す
ることにより粒子保持板に捕集された磁性異物の量が検
出される。

従ってこの検出値を調べることにより被検出流体中の磁
性異物の有無及び量を推定することができる。

磁気検出器が永久磁石の磁極面中央に取付けてあること
により、永久磁石の磁束は磁気検出素を略直交する方向
に通過し、高い感度で磁束の変化が検出される。

また磁気検出素子と共に永久磁石に取付けた温度捕償素
子及びこれに接続した温度補償回路にて温度補償される
。

（実　施　例〕 本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

図中１は磁性異物の検出器であり、この検出器１は永久
磁石２と、この永久磁石２の一方の磁極面、例えばＮ極
面の中央に取付けた磁気検出素子３とからなっている。

そしてこの磁気検出素子３にはホール素子や磁気抵抗素
子が用いられる。

上記構成において、永久磁石２の磁束は磁気検出素子３
の磁気検出面と略直交してこれを略．直角方向に貫く。

上記のように構成された検出器１にて粒子保持板４にて
仕切られた内側の潤滑油等の被検出流体５中の磁性異物
の有無、あるいはその量を検出する方法を以下に説明す
る。

検出器１を、これの磁気検出素子３が粒子保持板４の外
側面に近接した状態に配置する。これにより永久磁石２
の磁束は粒子保持板４の内側の被検出流体５にも作用す
る。このため、この被検出流体５中に混入している磁性
異物６は上記磁束によって上記永久磁石２の中央部に対
向する位置、すなわち、磁気検出素子３に対向する位置
に捕集され、粒子保持板４上に保持される。このとき、
上記磁性異物６が永久磁石２の磁極面の中央に捕収され
ることにより、分散していた磁束がこの磁性異物６によ
り永久磁石２の磁極面の中央に集中され、磁気検出素子
３を通る磁束密度が増加される。

このときの磁気検出素子３を通る磁束密度の増加分を電
気信号として取り出す。

そしてこの電気信号の変化により、上記捕集された磁性
異物６の重量を求める。これはあらかじめ、既知の磁性
体によりキヤリプレーションすることにより換算して求
める。

すなわち、第１図に示すように、粒子保持板４上に磁性
異物６がない状態で磁気検出素子３に現われる出力をｖ
ｏとし、第２図に示すように、永久磁石２の極面の中央
に対向する位置に磁性異物６が捕集された状態での上記
出力をＶ，とすると、その増加分Ｖユは、 ΔＶ−Ｖ，−ＶＯ となり、あらかじめ既知の量Ｗ′とＡｖ′　との関係を
求めておくことにより、上記粒子保持板４上に捕集され
た磁性異物６のｆｉＷがにより求められる。

上記作用において永久磁石２の磁束は、粒子保持板４上
の磁性異物６と磁気検出素子３を、これと直交する方向
に通ることにより、磁性異物６の量の変化に対する磁気
検出素子３の出力変化も敏感に対応する。

第３図は上記検出方法を実施する装置の実施例を示すも
ので、磁気検出素子３を極面中央に取付けた永久磁石２
は支持台７に支持されて、ケース８内に粒子保持板４に
近接して内装してある。上記磁気検出素子３にはホール
素子を用い、また粒子保持板４には銅板を用いた。

そして上記磁気検出素子３に基準電源１０から＋５ｖ印
加し、これの出力は差動アンブ９にて増加した。さらに
基準電源ゼロ調整回路１０ａにてゼロバランスをとる。

上記構成において、粒子保持板４上の磁性異物６の量に
よって差動アンブ９の出力は夏化し、このときの出力を
出力回路（電圧計）１２にて読み取り、磁性異物６の量
を電圧の変化により知ることができる。

第７図は磁性異物である鉄粉１０ｍｇがｌ０００ｍｖに
なるようにアンプゲインを調整した後、検出器に付着し
た鉄粉の量と出力の関係を測定した結果を示すもので、
このときのアンプゲインは約２００倍程度であった。こ
の図中黒点と白点は異なる検出器の場合である。

第４図から第６図は異なる検出器の実施例を示すもので
ある。

第４図に示すものは、永久磁石２と磁気検出素子３とか
らなる検出器１の検出部１３に、オイルバン、オイルタ
ンク等から採油バイブ１４にて油を吸い上げ、これを検
出部ケース１５の先端に構成された粒子保持板４に噴き
付け、この油の中に含まれる磁性異物６を粒子保持板４
に捕集するようになっている。

油の吸引は採油ボトル１６を介して検出部１３に接続し
た真空ボンブ１７にて行なう。粒子保持板４に捕集され
た磁性異物６は検出器１によって磁束密度の変化を電気
信号として出力される。この電気信号は増幅器１８、表
示器１９によって重量に換算されて表示される。

検出部ケース１５は検出部ホルダ１５ａに対して容易に
取外しできるようになっていて、捕集された磁性異物６
を除去、及び観察することができる。１５ｂはバイブジ
ョイントである。

上記第４図に示す構成において、＃１０Ｗのエンジンオ
イルに３００メッシュ以下の鉄粒子を，ｔｏｏｐｐｍ混
合したものをサンプルとして測定した結果第８図に示す
ようになった。

第８図の縦軸に、このときの表示器１９に示された測定
値を、横軸に、その後回収し、精密天秤にて重量計量し
た値をそれぞれとった。

この図から明らかなように、測定値（表示器指示値）と
鉄粒子重量とは比例関係にある。

第５図に示す゛ものは、永久磁石２と磁気検出素子３と
からなる検出器１の険出部１３に、細いノズル２０を通
してサンプルを導くよつになっている。

サンプル中の磁性異物６は検出部ｌ３の粒子保持板４上
に捕集され、サンプルはドレンパイプ２１よりドレンさ
れる。

上記検出部１３には温度補償素子２２が永久磁石２に取
付けて設けてある。２３は粒子保持板４を構成するプラ
グ、２４は検出器１を支持する支持台、２５はシールリ
ングである。

上記検出器１の磁気検出素子３及び温度補償素子２２の
配線は第６図に示すようになっていて、差動アンブ９の
手前に、基準電源１ｏと共に、上記温度補償素子２２に
接続した温度補償回路２６が接続してあり、温度補償が
されるようになっている。

上記第５図、第６図に示す構成において、実際の作動油
について測定を実施した。

湿式化学分析法で求めた濃度１００ｐｐｍＰｅの油につ
いて、採取した作動油量と検出器出力の相関を第９図に
示す。

また作動油中の磁性異物（鉄粉）の径による捕集率を第
１０図に示す。

こ゛の実施例では、オイルの汚染度の規格（ＮＡｓ　　
１６３８）に定められた十分小さな粒子範囲（５μｍ以
上）について略１００％の捕集率が得られた。

なお上記各構成の実施例におけるサンプルは作動油を用
いたが、これはスラリーを含む液体のほかに、粉塵を含
む気体であってもよい。

〔発明の効果〕

本発明によれば、従来の磁性異物の検出方法及びその装
置と同様に簡単な方法及びその装置で被検出流体中の磁
性異物６の有無及びその量を微粒子でも正確に検出する
ことができ、しかも勤作範囲を広くすることができる。

またその装置にあっては、磁気検出素子３を永久磁石の
磁束が直交する方向に通過することにより、磁性異物６
の捕集能力が高くなると共に、磁性異物６による磁束の
変化を高い感度で検出することができる。

さらに上記検出値は温度補償素子２２にて温度補償され
て正確に検出される。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図、第２図は
作用説明図、第３図は磁性異物の検出器の一例を概略的
に示す電気回路を含む構成説明図、第４図、第５図はそ
れぞれ検出器の他の実施例を示す断面図、第６図は他の
実施例の電気回路を含む構成説明図、第７図は第３図に
示す実施例における捕集鉄粉と出力回路の出力の関係を
示す線図、第８図は第４図に示す実施例における捕集鉄
粒子重量と表示器の指示値との関係を示す線図、第９図
、第１０図は第５図に示す実施例において、鉄粉が混入
した作動油量と検出器出力の関係を示す線図と粒径と粒
子捕集率の関係を示す線図である。 １は検出器、２は永久磁石、３は磁気検出素子、４は粒
子保持板、５は被検出流体、２２は温度補償素子、２６
は温度補償回路。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）永久磁石２を粒子保持板４を介して被検出流体５
   に接近させ、この永久磁石２による磁束にて被検出流体
   中の磁性異物６を粒子保持板４に付着捕集し、この磁性
   異物６により変化する磁束密度の変化を磁気検出素子２
   にて電気信号にて検出して上記磁性異物６の量を検出す
   るようにしたことを特徴とする磁性異物の検出方法。
2. （２）被検出流体に接触する粒子保持板４の外側に、永
   久磁石２の側面に磁気検出素子３を取付けてなる検出器
   １を、これの磁気検出素子３を粒子保持板４側に近接さ
   せて配置し、上記磁気検出素子３に、この磁気検出素子
   ３を通る磁束密度の変化を検出する磁束密度検出回路を
   接続したことを特徴とする磁性異物の検出装置。
3. （３）検出器１の磁気検出素子３を永久磁石２の一方の
   磁極面の中央に取付けたことを特徴とする請求項１記載
   の磁性異物の検出装置。
4. （４）永久磁石２の側面に、磁気検出素子３と共に、温
   度補償素子２２を取付け、この温度補償素子２２を温度
   補償回路２６を介して磁束密度検出回路に接続したこと
   を特徴とする請求項１及び２記載の磁性異物の検出装置
   。