JPH06123698A - 光量測定装置用透明中空管セル - Google Patents
光量測定装置用透明中空管セルInfo
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- JPH06123698A JPH06123698A JP29656992A JP29656992A JPH06123698A JP H06123698 A JPH06123698 A JP H06123698A JP 29656992 A JP29656992 A JP 29656992A JP 29656992 A JP29656992 A JP 29656992A JP H06123698 A JPH06123698 A JP H06123698A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 小型で製作費が安価であり、更に、被検出物
を通過する光量或は照度変化を極めて正確に信頼性良く
測定することのできる、光量測定装置のための円形断面
を有した透明中空管セルを提供する。 【構成】 被検出物を収容せしめるための透明中空管セ
ル２０は、断面が円形であり、そして内径（ＤI ）と外
径（ＤO ）の比（ＤI ／ＤO ）が０．５以上とされ、
又、透明中空管セルの屈折率（ｎC ）と被検出物の屈折
率（ｎS ）との差（ｎC −ｎS ）は、＋０．１５〜−
０．１０とされる。
を通過する光量或は照度変化を極めて正確に信頼性良く
測定することのできる、光量測定装置のための円形断面
を有した透明中空管セルを提供する。 【構成】 被検出物を収容せしめるための透明中空管セ
ル２０は、断面が円形であり、そして内径（ＤI ）と外
径（ＤO ）の比（ＤI ／ＤO ）が０．５以上とされ、
又、透明中空管セルの屈折率（ｎC ）と被検出物の屈折
率（ｎS ）との差（ｎC −ｎS ）は、＋０．１５〜−
０．１０とされる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、一般には、発光部と受
光部とを備え、被検出物を通過した発光部からの光線の
照度或は光量を受光部にて検出することにより被検出物
の性状を検知する光量測定装置に関するものであり、特
に、斯かる光量測定装置にて被検出物を収容せしめるた
めに使用される透明中空管セルに関するものであり、例
えば、エンジンオイル、コンプレッサオイル、ギアオイ
ルなど種々の潤滑油の劣化を検知するのに適したオイル
劣化センサの如き光量測定装置のための透明中空管セル
に関するものである。
光部とを備え、被検出物を通過した発光部からの光線の
照度或は光量を受光部にて検出することにより被検出物
の性状を検知する光量測定装置に関するものであり、特
に、斯かる光量測定装置にて被検出物を収容せしめるた
めに使用される透明中空管セルに関するものであり、例
えば、エンジンオイル、コンプレッサオイル、ギアオイ
ルなど種々の潤滑油の劣化を検知するのに適したオイル
劣化センサの如き光量測定装置のための透明中空管セル
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、省力化のため、例えば発電エンジ
ンシステム、自動車のエンジン、船舶用エンジン、コー
ジェネシステム用エンジンなどにおいて、エンジンオイ
ル、即ち、潤滑油の交換／補給等の自動化が要望されて
いる。
ンシステム、自動車のエンジン、船舶用エンジン、コー
ジェネシステム用エンジンなどにおいて、エンジンオイ
ル、即ち、潤滑油の交換／補給等の自動化が要望されて
いる。
【０００３】又、産業機械の潤滑システムにおいても、
潤滑油の交換／補給等の自動化が要望されている。
潤滑油の交換／補給等の自動化が要望されている。
【０００４】図１３に一例として、発電エンジンシステ
ムにおけるエンジンオイルの自動補給／自動交換システ
ムを概略示す。
ムにおけるエンジンオイルの自動補給／自動交換システ
ムを概略示す。
【０００５】つまり、本例のエンジンオイルの自動補給
／自動交換システムでは、エンジンＮのオイルパンＰ内
に配置されたフロートマグネット式或は静電容量式など
のレベルセンサＦからのオイルレベルを指示する信号
を、信号処理部Ｄで制御用信号に変換すると共に、表示
部Ｅでレベル表示する。レベルセンサＦによりオイルパ
ンＰ中のレベル低下が検知された時、制御器Ｃにより、
ソレノイドバルブなどからなる供給バルブＢを開き、新
油タンクＡよりオイルを補給する。
／自動交換システムでは、エンジンＮのオイルパンＰ内
に配置されたフロートマグネット式或は静電容量式など
のレベルセンサＦからのオイルレベルを指示する信号
を、信号処理部Ｄで制御用信号に変換すると共に、表示
部Ｅでレベル表示する。レベルセンサＦによりオイルパ
ンＰ中のレベル低下が検知された時、制御器Ｃにより、
ソレノイドバルブなどからなる供給バルブＢを開き、新
油タンクＡよりオイルを補給する。
【０００６】他方、オイルモニタ、即ち、オイル劣化セ
ンサＳからのオイルの劣化度を指示する信号は、同様に
信号処理部Ｋで制御用信号に変換され、表示部Ｌで劣化
度を表示する。
ンサＳからのオイルの劣化度を指示する信号は、同様に
信号処理部Ｋで制御用信号に変換され、表示部Ｌで劣化
度を表示する。
【０００７】劣化度が一定のスレッショルドレベルを超
えた時は、制御器Ｍがソレノイドバルブなどからなる排
出バルブＧを開き、オイルパンＰ中の使用油を排出し、
廃油タンクＨに落とす。オイルパンＰ中のレベル低下が
レベルセンサＦにより検知され、制御器Ｃにより供給バ
ルブＢを開き、新油タンクＡよりオイルを補給し、レベ
ルセンサＦにより所定レベルになったことが検知される
と制御器ＣによりバルブＢが閉じられる。
えた時は、制御器Ｍがソレノイドバルブなどからなる排
出バルブＧを開き、オイルパンＰ中の使用油を排出し、
廃油タンクＨに落とす。オイルパンＰ中のレベル低下が
レベルセンサＦにより検知され、制御器Ｃにより供給バ
ルブＢを開き、新油タンクＡよりオイルを補給し、レベ
ルセンサＦにより所定レベルになったことが検知される
と制御器ＣによりバルブＢが閉じられる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上記構成のエンジンオ
イルのメイクアップ自動化システムに使用されるオイル
劣化センサＳは、発光部と受光部とを備え、被検出物を
通過した発光部からの光線の照度或は光量を受光部にて
検出することにより被検出物の性状を検知する、一種の
光量測定装置であって、被検出物を通過せしめるために
使用される透明中空管セルは、一般には、断面が矩形と
される、所謂、透明平行板セルが使用されている。
イルのメイクアップ自動化システムに使用されるオイル
劣化センサＳは、発光部と受光部とを備え、被検出物を
通過した発光部からの光線の照度或は光量を受光部にて
検出することにより被検出物の性状を検知する、一種の
光量測定装置であって、被検出物を通過せしめるために
使用される透明中空管セルは、一般には、断面が矩形と
される、所謂、透明平行板セルが使用されている。
【０００９】しかしながら、このような透明平行板セル
は、その製造が困難で、また、使用上においても、外部
からの衝撃に弱いという欠点を有し、より製造が簡単な
断面が円形とされる透明の中空管セルの使用が望まれて
おり、本発明者らは、特願平３−２９８５４０号にて、
斯かる中空管セルを使用したオイル劣化センサを提案し
た。
は、その製造が困難で、また、使用上においても、外部
からの衝撃に弱いという欠点を有し、より製造が簡単な
断面が円形とされる透明の中空管セルの使用が望まれて
おり、本発明者らは、特願平３−２９８５４０号にて、
斯かる中空管セルを使用したオイル劣化センサを提案し
た。
【００１０】図１４及び図１５を参照して簡単に説明す
ると、オイル劣化センサＳは、筒状とされる測光部２
と、該測光部２と一体に形成された取付け用のフランジ
部４とを有する。
ると、オイル劣化センサＳは、筒状とされる測光部２
と、該測光部２と一体に形成された取付け用のフランジ
部４とを有する。
【００１１】測光部２は、フランジ部４から一方の側に
突出して形成され、且つフランジ部４と一体に形成され
た細長の、本実施例では円筒状とされる中空ハウジング
１４を有する。又、該中空ハウジング１４には中空ハウ
ジングの軸線に対して直交する態様で貫通して、透明な
中空のオイル保持部、即ち、円形断面を有した透明中空
管セル２０が設けられる。透明管２０の一方の側、即
ち、本実施例では測光部２の先端側には発光部２２が配
置され、透明管２０の他方の側、即ち、フランジ部４側
には受光部２４が配置される。
突出して形成され、且つフランジ部４と一体に形成され
た細長の、本実施例では円筒状とされる中空ハウジング
１４を有する。又、該中空ハウジング１４には中空ハウ
ジングの軸線に対して直交する態様で貫通して、透明な
中空のオイル保持部、即ち、円形断面を有した透明中空
管セル２０が設けられる。透明管２０の一方の側、即
ち、本実施例では測光部２の先端側には発光部２２が配
置され、透明管２０の他方の側、即ち、フランジ部４側
には受光部２４が配置される。
【００１２】発光部２２は、中空ハウジング１４の先端
を閉鎖するフランジ２６ａを備えた筒栓状リテイナ２６
に保持された、発光ダイオードのような光源とされ、受
光部２４はホトダイオードのような受光素子とされる。
を閉鎖するフランジ２６ａを備えた筒栓状リテイナ２６
に保持された、発光ダイオードのような光源とされ、受
光部２４はホトダイオードのような受光素子とされる。
【００１３】今、発光部の発光ダイオード２２が点灯さ
れると、光は透明中空管セル２０を通って受光部のホト
ダイオード２４に入射する。光源２２としては、例えば
１０００ｎｍ以下の波長を発する近赤外光源が好適であ
る。
れると、光は透明中空管セル２０を通って受光部のホト
ダイオード２４に入射する。光源２２としては、例えば
１０００ｎｍ以下の波長を発する近赤外光源が好適であ
る。
【００１４】本発明者らは、更に、この円形断面を有し
た透明中空管セル２０を研究する過程において、平行板
セルの場合と異なり、円形断面を有した透明中空管セル
を使用した場合には、発光部２２から透明中空管セル２
０を通り、受光部２４へと至る光路は、複雑な経路をた
どることが分かった。これは、透明中空管セル２０の形
状、即ち、内径と外径の比によって、更に又、透明中空
管セル２０の屈折率と透明中空管セル内を通過する被検
出物、即ち劣化オイルの屈折率の差によって、更に複雑
とされ、結果として、受光部２４での光量測定の際にノ
イズが多量に含まれ、被検出物を通過する光量或は照度
変化を測定するのが実質的に不可能か、或は信頼性のな
いものとなる場合が生じることが分かった。
た透明中空管セル２０を研究する過程において、平行板
セルの場合と異なり、円形断面を有した透明中空管セル
を使用した場合には、発光部２２から透明中空管セル２
０を通り、受光部２４へと至る光路は、複雑な経路をた
どることが分かった。これは、透明中空管セル２０の形
状、即ち、内径と外径の比によって、更に又、透明中空
管セル２０の屈折率と透明中空管セル内を通過する被検
出物、即ち劣化オイルの屈折率の差によって、更に複雑
とされ、結果として、受光部２４での光量測定の際にノ
イズが多量に含まれ、被検出物を通過する光量或は照度
変化を測定するのが実質的に不可能か、或は信頼性のな
いものとなる場合が生じることが分かった。
【００１５】本発明者らは、透明中空管セルの形状、即
ち、内径と外径の比、更に又、透明中空管セルの屈折率
と透明中空管セル内を通過する被検出物の屈折率の差を
特定化することによって、発光部から透明中空管セルを
通り、受光部へと至る光路を単純化し、被検出物を通過
する光路と、ノイズとなる光路とを分離し得ることを見
出した。本発明は斯かる新規な知見に基づきなされたも
のである。
ち、内径と外径の比、更に又、透明中空管セルの屈折率
と透明中空管セル内を通過する被検出物の屈折率の差を
特定化することによって、発光部から透明中空管セルを
通り、受光部へと至る光路を単純化し、被検出物を通過
する光路と、ノイズとなる光路とを分離し得ることを見
出した。本発明は斯かる新規な知見に基づきなされたも
のである。
【００１６】従って、本発明の目的は、小型で製作費が
安価であり、更に、被検出物を通過する光量或は照度変
化を極めて正確に信頼性良く測定することのできる、光
量測定装置のための円形断面を有した透明中空管セルを
提供することである。
安価であり、更に、被検出物を通過する光量或は照度変
化を極めて正確に信頼性良く測定することのできる、光
量測定装置のための円形断面を有した透明中空管セルを
提供することである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
光量測定装置用透明中空管セルにて達成される。要約す
れば、本発明は、発光部と受光部とを備え、被検出物を
通過した発光部からの光線の照度或は光量を受光部にて
検出することにより被検出物の性状を検知する光量測定
装置にて使用される、前記被検出物を収容せしめるため
の透明中空管セルであって、前記透明中空管セルは、断
面が円形であり、そして内径（ＤI ）と外径（ＤO ）の
比（ＤI ／ＤO ）が０．５以上とされ、又、透明中空管
セルの屈折率（ｎC ）と被検出物の屈折率（ｎS ）との
差（ｎC −ｎS ）が、＋０．１５〜−０．１０とされる
ことを特徴とする光量測定装置用透明中空管セルであ
る。
光量測定装置用透明中空管セルにて達成される。要約す
れば、本発明は、発光部と受光部とを備え、被検出物を
通過した発光部からの光線の照度或は光量を受光部にて
検出することにより被検出物の性状を検知する光量測定
装置にて使用される、前記被検出物を収容せしめるため
の透明中空管セルであって、前記透明中空管セルは、断
面が円形であり、そして内径（ＤI ）と外径（ＤO ）の
比（ＤI ／ＤO ）が０．５以上とされ、又、透明中空管
セルの屈折率（ｎC ）と被検出物の屈折率（ｎS ）との
差（ｎC −ｎS ）が、＋０．１５〜−０．１０とされる
ことを特徴とする光量測定装置用透明中空管セルであ
る。
【００１８】
【実施例】以下、本発明に係る光量測定装置のための透
明中空管セルを図面に則して更に詳しく説明する。本実
施例にて、光量測定装置は、図１３〜図１５に関連して
説明した、上述したオイル劣化センサＳであるとして説
明する。従って、オイル劣化センサＳの全体構成につい
ての説明は省略し、本発明に従った透明中空管セル２０
について詳しく説明する。
明中空管セルを図面に則して更に詳しく説明する。本実
施例にて、光量測定装置は、図１３〜図１５に関連して
説明した、上述したオイル劣化センサＳであるとして説
明する。従って、オイル劣化センサＳの全体構成につい
ての説明は省略し、本発明に従った透明中空管セル２０
について詳しく説明する。
【００１９】本発明の透明中空管セル２０は、文字通り
に透明である必要はなく、発光部２２からの光線を通過
させ得るものであれば、半透明であっても良く、従っ
て、本明細書にて、透明中空管セル２０とはこのような
半透明の管をも意味するものとする。
に透明である必要はなく、発光部２２からの光線を通過
させ得るものであれば、半透明であっても良く、従っ
て、本明細書にて、透明中空管セル２０とはこのような
半透明の管をも意味するものとする。
【００２０】又、透明中空管セル２０としては、例えば
外径２〜１０ｍｍ、内径１〜８ｍｍの円形中空管であっ
て、透明或は半透明のガラスにて作製することができる
が、例えば、ガラスと同程度の屈折率を有した合成樹脂
にて作製することもできる。ただ、以下に説明する実施
例においては、透明中空管セル２０としては、外径（Ｄ
O ）が５ｍｍとされ、内径（ＤI ）が種々の寸法とされ
る、ガラス製の透明中空管を使用した。被検出物として
使用した劣化オイルは、その屈折率（ｎS ）が１．４４
〜１．４８で変動するものであった。
外径２〜１０ｍｍ、内径１〜８ｍｍの円形中空管であっ
て、透明或は半透明のガラスにて作製することができる
が、例えば、ガラスと同程度の屈折率を有した合成樹脂
にて作製することもできる。ただ、以下に説明する実施
例においては、透明中空管セル２０としては、外径（Ｄ
O ）が５ｍｍとされ、内径（ＤI ）が種々の寸法とされ
る、ガラス製の透明中空管を使用した。被検出物として
使用した劣化オイルは、その屈折率（ｎS ）が１．４４
〜１．４８で変動するものであった。
【００２１】次に、透明中空管セル２０の形状、即ち、
内径（ＤI ）と外径（ＤO ）の比（ＤI ／ＤO ）、及び
透明中空管セルの屈折率（ｎC ）と被検出物の屈折率
（ｎS）との関係について考察する。 ・透明中空管セルの内径（ＤI ）と外径（ＤO ）による
影響：図１に、発光部から透明中空管セル２０を通って
受光部へと入射する光路の状態を示す。この図１に示す
実施例にて、透明中空管セル２０は、外径（ＤO ）が５
ｍｍ、内径（ＤI ）が２．５ｍｍとされ、即ち、内径
（ＤI ）と外径（ＤO ）の比（ＤI ／ＤO ）が０．５と
される、１．４６の屈折率（ｎC ）を有するものであっ
た。
内径（ＤI ）と外径（ＤO ）の比（ＤI ／ＤO ）、及び
透明中空管セルの屈折率（ｎC ）と被検出物の屈折率
（ｎS）との関係について考察する。 ・透明中空管セルの内径（ＤI ）と外径（ＤO ）による
影響：図１に、発光部から透明中空管セル２０を通って
受光部へと入射する光路の状態を示す。この図１に示す
実施例にて、透明中空管セル２０は、外径（ＤO ）が５
ｍｍ、内径（ＤI ）が２．５ｍｍとされ、即ち、内径
（ＤI ）と外径（ＤO ）の比（ＤI ／ＤO ）が０．５と
される、１．４６の屈折率（ｎC ）を有するものであっ
た。
【００２２】図１にて、実線で示す光路は、透明中空管
セル２０内のオイル中を通過する光路であり、破線で示
す光路は、透明中空管セル２０中のみを通過する光路で
ある。
セル２０内のオイル中を通過する光路であり、破線で示
す光路は、透明中空管セル２０中のみを通過する光路で
ある。
【００２３】この実施例においては、発光部から透明中
空管セル２０を通って受光部へと入射した光は、その受
光部において、図２に示すような光強度（光量或は照
度）分布を示すことが分かった。即ち、実線で示される
光路を進む光、即ち、オイルの劣化情報を含む光と、破
線で示される光路を進む光、即ち、オイルの劣化情報を
含まない光とは、完全に分離して捉えることができ、し
かも、図３に示すように、特に、オイルの劣化情報を含
む光強度は、オイルの劣化と共に明瞭に変化するが、オ
イルの劣化情報を含まない光強度は実質的に一定である
ことが分かる。
空管セル２０を通って受光部へと入射した光は、その受
光部において、図２に示すような光強度（光量或は照
度）分布を示すことが分かった。即ち、実線で示される
光路を進む光、即ち、オイルの劣化情報を含む光と、破
線で示される光路を進む光、即ち、オイルの劣化情報を
含まない光とは、完全に分離して捉えることができ、し
かも、図３に示すように、特に、オイルの劣化情報を含
む光強度は、オイルの劣化と共に明瞭に変化するが、オ
イルの劣化情報を含まない光強度は実質的に一定である
ことが分かる。
【００２４】従って、この実施例では、受光部での信号
処理において、オイルの劣化情報を含まない光強度は、
ＤＣノイズ成分として処理することができ、信号処理が
容易となる。
処理において、オイルの劣化情報を含まない光強度は、
ＤＣノイズ成分として処理することができ、信号処理が
容易となる。
【００２５】更に、図１に一点鎖線にて示すように、透
明中空管セル２０と受光部との間に遮光板１００を配置
することにより、オイルの劣化情報を含まない光部分、
即ち、ＤＣノイズ成分を完全に遮断することもできる。
明中空管セル２０と受光部との間に遮光板１００を配置
することにより、オイルの劣化情報を含まない光部分、
即ち、ＤＣノイズ成分を完全に遮断することもできる。
【００２６】図４は、図１と同様の図であるが、透明中
空管セル２０は、外径（ＤO ）が５ｍｍ、内径（ＤI ）
が１．５ｍｍ、即ち、内径（ＤI ）と外径（ＤO ）の比
（ＤI ／ＤO ）が０．３とされる。この実施例において
は、実線で示される光路を進む光、即ち、オイルの劣化
情報を含む光の範囲が小さくなり、一方、破線で示され
る光路を進む光、即ち、オイルの劣化情報を含まない光
の範囲が広がっている。この状態では、両者を分離する
ことが困難となってくる。
空管セル２０は、外径（ＤO ）が５ｍｍ、内径（ＤI ）
が１．５ｍｍ、即ち、内径（ＤI ）と外径（ＤO ）の比
（ＤI ／ＤO ）が０．３とされる。この実施例において
は、実線で示される光路を進む光、即ち、オイルの劣化
情報を含む光の範囲が小さくなり、一方、破線で示され
る光路を進む光、即ち、オイルの劣化情報を含まない光
の範囲が広がっている。この状態では、両者を分離する
ことが困難となってくる。
【００２７】図５は、図１と同様の図であるが、透明中
空管セル２０は、外径（ＤO ）が５ｍｍ、内径（ＤI ）
が４．０ｍｍ、即ち、内径（ＤI ）と外径（ＤO ）の比
（Ｄ I ／ＤO ）が０．８とされる。この実施例において
は、実線で示される光路を進む光、即ち、オイルの劣化
情報を含む光の範囲が広がり、一方、破線で示される光
路を進む光、即ち、オイルの劣化情報を含まない光の範
囲がなくなる。従って、この実施例では、オイルの劣化
情報を含まない光強度、即ち、ＤＣノイズ成分を実質的
に排除することができる。
空管セル２０は、外径（ＤO ）が５ｍｍ、内径（ＤI ）
が４．０ｍｍ、即ち、内径（ＤI ）と外径（ＤO ）の比
（Ｄ I ／ＤO ）が０．８とされる。この実施例において
は、実線で示される光路を進む光、即ち、オイルの劣化
情報を含む光の範囲が広がり、一方、破線で示される光
路を進む光、即ち、オイルの劣化情報を含まない光の範
囲がなくなる。従って、この実施例では、オイルの劣化
情報を含まない光強度、即ち、ＤＣノイズ成分を実質的
に排除することができる。
【００２８】しかしながら、透明中空管セル２０の内径
（ＤI ）を大きくすると、透明中空管セル２０のオイル
中を通過する光の減衰量が大きくなり、受光部での受光
量が小さくなり、受光部を構成する受光素子の感度の向
上、検出回路の高性能化といった問題が発生する。
（ＤI ）を大きくすると、透明中空管セル２０のオイル
中を通過する光の減衰量が大きくなり、受光部での受光
量が小さくなり、受光部を構成する受光素子の感度の向
上、検出回路の高性能化といった問題が発生する。
【００２９】本発明者らの研究実験の結果によると、透
明中空管セル２０にて外径（ＤO ）を５ｍｍとした場合
に、内径（ＤI ）が１．５ｍｍ、２．５ｍｍ、４．０ｍ
ｍの時の、透明中空管セル２０のオイル中を通過する光
の減衰量と、オイルの吸光度との関係は、図６に示す通
りであった。
明中空管セル２０にて外径（ＤO ）を５ｍｍとした場合
に、内径（ＤI ）が１．５ｍｍ、２．５ｍｍ、４．０ｍ
ｍの時の、透明中空管セル２０のオイル中を通過する光
の減衰量と、オイルの吸光度との関係は、図６に示す通
りであった。
【００３０】今、吸光度０．２までのオイルの劣化を検
知するものとすると、内径（ＤI ）が１．５ｍｍ、２．
５ｍｍ、４．０ｍｍの時の減衰量は、それぞれ２１、３
５、５６ｄＢとなり、従って、受光部における受光回路
の測定レンジ幅（Ｗ）は、それぞれ２５、４０、６０ｄ
Ｂとなる。
知するものとすると、内径（ＤI ）が１．５ｍｍ、２．
５ｍｍ、４．０ｍｍの時の減衰量は、それぞれ２１、３
５、５６ｄＢとなり、従って、受光部における受光回路
の測定レンジ幅（Ｗ）は、それぞれ２５、４０、６０ｄ
Ｂとなる。
【００３１】従って、受光回路の測定レンジ幅が６０ｄ
Ｂ以上とれる場合には、透明中空管セル２０の最大内径
（ＤI ）は、外径（ＤO ）を５ｍｍとした場合に、４．
０ｍｍ、即ち、内径（ＤI ）と外径（ＤO ）の比（ＤI
／ＤO ）を０．８以上とすることができる。従って、こ
の場合には、図５にて説明したように、ＤＣノイズの影
響をなくすることができる。
Ｂ以上とれる場合には、透明中空管セル２０の最大内径
（ＤI ）は、外径（ＤO ）を５ｍｍとした場合に、４．
０ｍｍ、即ち、内径（ＤI ）と外径（ＤO ）の比（ＤI
／ＤO ）を０．８以上とすることができる。従って、こ
の場合には、図５にて説明したように、ＤＣノイズの影
響をなくすることができる。
【００３２】しかしながら、一般には、比較的簡単な回
路構成で所要のＳ／Ｎ比などの信頼性を満足する測定レ
ンジ幅は、４０ｄＢ程度とされるので、透明中空管セル
２０の最大内径（ＤI ）は、外径（ＤO ）を５ｍｍとし
た場合に、２．５ｍｍ、即ち、内径（ＤI ）と外径（Ｄ
O ）の比（ＤI ／ＤO ）が０．５とされる。
路構成で所要のＳ／Ｎ比などの信頼性を満足する測定レ
ンジ幅は、４０ｄＢ程度とされるので、透明中空管セル
２０の最大内径（ＤI ）は、外径（ＤO ）を５ｍｍとし
た場合に、２．５ｍｍ、即ち、内径（ＤI ）と外径（Ｄ
O ）の比（ＤI ／ＤO ）が０．５とされる。
【００３３】一方、図４に示すような、内径（ＤI ）が
１．５ｍｍ、即ち、内径（ＤI ）と外径（ＤO ）の比
（ＤI ／ＤO ）が０．３の場合には、減衰量の点では良
いが、上述したように、オイルの劣化情報を含む光強度
と、オイルの劣化情報を含まない光強度との分離が困難
となるといった問題の他に、オイルの粘性に起因して、
透明中空管セル２０中のオイルの交換が困難になるとい
う問題が発生する。本発明者らの実験の結果によれば、
被検出物として潤滑油などのオイルを使用した場合に、
内径（ＤI ）が１．５ｍｍの場合には、内径（ＤI ）が
２．５ｍｍの場合に比較して、流速は０．１３倍に低下
することが分かった。
１．５ｍｍ、即ち、内径（ＤI ）と外径（ＤO ）の比
（ＤI ／ＤO ）が０．３の場合には、減衰量の点では良
いが、上述したように、オイルの劣化情報を含む光強度
と、オイルの劣化情報を含まない光強度との分離が困難
となるといった問題の他に、オイルの粘性に起因して、
透明中空管セル２０中のオイルの交換が困難になるとい
う問題が発生する。本発明者らの実験の結果によれば、
被検出物として潤滑油などのオイルを使用した場合に、
内径（ＤI ）が１．５ｍｍの場合には、内径（ＤI ）が
２．５ｍｍの場合に比較して、流速は０．１３倍に低下
することが分かった。
【００３４】以上詳述したように、本発明に従った透明
中空管セル２０は、内径（ＤI ）と外径（ＤO ）の比
（ＤI ／ＤO ）が０．５以上とされることが極めて好適
である。もっとも、内径（ＤI ）の最大値は、実際に使
用する透明中空管セル２０に要求される機械的強度の面
から、或は、上述したように、受光部を構成する受光素
子の感度及び検出回路の性能の点から自ら制約があり、
通常、内径（ＤI ）と外径（ＤO ）の比（ＤI ／ＤO ）
は、０．８以下とされるのが好適である。
中空管セル２０は、内径（ＤI ）と外径（ＤO ）の比
（ＤI ／ＤO ）が０．５以上とされることが極めて好適
である。もっとも、内径（ＤI ）の最大値は、実際に使
用する透明中空管セル２０に要求される機械的強度の面
から、或は、上述したように、受光部を構成する受光素
子の感度及び検出回路の性能の点から自ら制約があり、
通常、内径（ＤI ）と外径（ＤO ）の比（ＤI ／ＤO ）
は、０．８以下とされるのが好適である。
【００３５】上記各実施例の説明にて、発光部から透明
中空管セル２０へと入射する光線は、平行光であるとし
て説明したが、図７に示すように、本発明者らの研究実
験の結果によると、平行光線の場合と、角度±１０°程
度の斜め光線の場合とでは、個々の光路は異なるが、実
線で示される光路を進む光と、破線で示される光路を進
む光との全体の分布傾向は実質的に同じであり、本発明
の透明中空管セル２０は、角度±１０°程度の斜め光線
を使用した場合にも同様の作用効果を奏し得ることが分
かった。 ・透明中空管セルの屈折率（ｎC ）と被検出物の屈折率
（ｎS ）による影響：本発明の透明中空管セル２０の屈
折率（ｎC ）と被検出物の屈折率（ｎS ）とは実質的に
同じであることが好ましく、この場合には、図１〜図７
に関連して説明した如くに、発光部から透明中空管セル
２０へと入射した光は、透明中空管セル２０とその中を
流動する被検出物とによるレンズ効果により集光し、内
径（ＤI ）と外径（ＤO ）の比（ＤI ／ＤO ）が０．５
以上とされる限りにおいては、実線で示される光路を進
む光、即ち、オイルの劣化情報を含む光と、破線で示さ
れる光路を進む光、即ち、オイルの劣化情報を含まない
光とは、完全に分離して捉えることができる。
中空管セル２０へと入射する光線は、平行光であるとし
て説明したが、図７に示すように、本発明者らの研究実
験の結果によると、平行光線の場合と、角度±１０°程
度の斜め光線の場合とでは、個々の光路は異なるが、実
線で示される光路を進む光と、破線で示される光路を進
む光との全体の分布傾向は実質的に同じであり、本発明
の透明中空管セル２０は、角度±１０°程度の斜め光線
を使用した場合にも同様の作用効果を奏し得ることが分
かった。 ・透明中空管セルの屈折率（ｎC ）と被検出物の屈折率
（ｎS ）による影響：本発明の透明中空管セル２０の屈
折率（ｎC ）と被検出物の屈折率（ｎS ）とは実質的に
同じであることが好ましく、この場合には、図１〜図７
に関連して説明した如くに、発光部から透明中空管セル
２０へと入射した光は、透明中空管セル２０とその中を
流動する被検出物とによるレンズ効果により集光し、内
径（ＤI ）と外径（ＤO ）の比（ＤI ／ＤO ）が０．５
以上とされる限りにおいては、実線で示される光路を進
む光、即ち、オイルの劣化情報を含む光と、破線で示さ
れる光路を進む光、即ち、オイルの劣化情報を含まない
光とは、完全に分離して捉えることができる。
【００３６】図８は、透明中空管セル２０として、外径
（ＤO ）５ｍｍ、内径（ＤI ）２．５ｍｍ、屈折率（ｎ
C ）が１．４５とされるガラス製の中空管を使用し、こ
の透明中空管セル２０中に、被検出物として屈折率（ｎ
S ）１．３５のオイルを流動させた時の光路を示す。即
ち、透明中空管セルの屈折率（ｎC ）と被検出物の屈折
率（ｎS ）との差（ｎC −ｎS ）は、＋０．１０であ
る。
（ＤO ）５ｍｍ、内径（ＤI ）２．５ｍｍ、屈折率（ｎ
C ）が１．４５とされるガラス製の中空管を使用し、こ
の透明中空管セル２０中に、被検出物として屈折率（ｎ
S ）１．３５のオイルを流動させた時の光路を示す。即
ち、透明中空管セルの屈折率（ｎC ）と被検出物の屈折
率（ｎS ）との差（ｎC −ｎS ）は、＋０．１０であ
る。
【００３７】この実施例では、実線で示される光路を進
む光、即ち、オイルの劣化情報を含む光と、破線で示さ
れる光路を進む光、即ち、オイルの劣化情報を含まない
光とは、完全に分離して捉えることができる。
む光、即ち、オイルの劣化情報を含む光と、破線で示さ
れる光路を進む光、即ち、オイルの劣化情報を含まない
光とは、完全に分離して捉えることができる。
【００３８】図９は、図８の実施例と同じ透明中空管セ
ル２０を使用し、被検出物として屈折率（ｎS ）１．３
０のオイルを流動させた時の光路を示す。即ち、透明中
空管セルの屈折率（ｎC ）と被検出物の屈折率（ｎS ）
との差（ｎC −ｎS ）は、＋０．１５である。
ル２０を使用し、被検出物として屈折率（ｎS ）１．３
０のオイルを流動させた時の光路を示す。即ち、透明中
空管セルの屈折率（ｎC ）と被検出物の屈折率（ｎS ）
との差（ｎC −ｎS ）は、＋０．１５である。
【００３９】この実施例においても、実線で示される光
路を進む光、即ち、オイルの劣化情報を含む光と、破線
で示される光路を進む光、即ち、オイルの劣化情報を含
まない光とは、完全に分離して捉えることができる。
路を進む光、即ち、オイルの劣化情報を含む光と、破線
で示される光路を進む光、即ち、オイルの劣化情報を含
まない光とは、完全に分離して捉えることができる。
【００４０】図１０は、図８の実施例と同じ透明中空管
セル２０を使用し、被検出物として屈折率（ｎS ）１．
２５のオイルを流動させた時の光路を示す。即ち、透明
中空管セルの屈折率（ｎC ）と被検出物の屈折率（ｎ
S ）との差（ｎC −ｎS ）は、＋０．２０である。
セル２０を使用し、被検出物として屈折率（ｎS ）１．
２５のオイルを流動させた時の光路を示す。即ち、透明
中空管セルの屈折率（ｎC ）と被検出物の屈折率（ｎ
S ）との差（ｎC −ｎS ）は、＋０．２０である。
【００４１】この実施例においては、実線で示される光
路を進む光、即ち、オイルの劣化情報を含む光と、破線
で示される光路を進む光、即ち、オイルの劣化情報を含
まない光とは、混じり合ってしまい、正確なオイルの劣
化測定は不可能である。
路を進む光、即ち、オイルの劣化情報を含む光と、破線
で示される光路を進む光、即ち、オイルの劣化情報を含
まない光とは、混じり合ってしまい、正確なオイルの劣
化測定は不可能である。
【００４２】図１１は、図８の実施例と同じ透明中空管
セル２０を使用し、被検出物として屈折率（ｎS ）１．
５５のオイルを流動させた時の光路を示す。即ち、透明
中空管セルの屈折率（ｎC ）と被検出物の屈折率（ｎ
S ）との差（ｎC −ｎS ）は、−０．１０である。
セル２０を使用し、被検出物として屈折率（ｎS ）１．
５５のオイルを流動させた時の光路を示す。即ち、透明
中空管セルの屈折率（ｎC ）と被検出物の屈折率（ｎ
S ）との差（ｎC −ｎS ）は、−０．１０である。
【００４３】この実施例においても、実線で示される光
路を進む光、即ち、オイルの劣化情報を含む光と、破線
で示される光路を進む光、即ち、オイルの劣化情報を含
まない光とは、完全に分離して捉えることができる。
路を進む光、即ち、オイルの劣化情報を含む光と、破線
で示される光路を進む光、即ち、オイルの劣化情報を含
まない光とは、完全に分離して捉えることができる。
【００４４】図１２は、図８の実施例と同じ透明中空管
セル２０を使用し、被検出物として屈折率（ｎS ）１．
６０のオイルを流動させた時の光路を示す。即ち、透明
中空管セルの屈折率（ｎC ）と被検出物の屈折率（ｎ
S ）との差（ｎC −ｎS ）は、−０．１５である。
セル２０を使用し、被検出物として屈折率（ｎS ）１．
６０のオイルを流動させた時の光路を示す。即ち、透明
中空管セルの屈折率（ｎC ）と被検出物の屈折率（ｎ
S ）との差（ｎC −ｎS ）は、−０．１５である。
【００４５】この実施例においては、実線で示される光
路を進む光、即ち、オイルの劣化情報を含む光と、破線
で示される光路を進む光、即ち、オイルの劣化情報を含
まない光とは、混じり合ってしまい、もはや正確なオイ
ルの劣化測定は不可能である。
路を進む光、即ち、オイルの劣化情報を含む光と、破線
で示される光路を進む光、即ち、オイルの劣化情報を含
まない光とは、混じり合ってしまい、もはや正確なオイ
ルの劣化測定は不可能である。
【００４６】このように、オイルの劣化情報を含む光
と、オイルの劣化情報を含まない光とを完全に分離して
捉えるためには、透明中空管セルの屈折率（ｎC ）と被
検出物の屈折率（ｎS ）との差（ｎC −ｎS ）は、＋
０．１５〜−０．１０とされることが重要である。
と、オイルの劣化情報を含まない光とを完全に分離して
捉えるためには、透明中空管セルの屈折率（ｎC ）と被
検出物の屈折率（ｎS ）との差（ｎC −ｎS ）は、＋
０．１５〜−０．１０とされることが重要である。
【００４７】上記説明は、透明中空管セル２０として、
屈折率（ｎC ）が１．４５とされるガラス製の中空管を
使用し、この透明中空管セル２０中に、被検出物として
屈折率（ｎS ）１．３５のオイルを流動させた場合につ
いて説明したが、透明中空管セル２０を、他の屈折率
（ｎC ）を有する材料で作製した場合についても同様の
ことが言える。
屈折率（ｎC ）が１．４５とされるガラス製の中空管を
使用し、この透明中空管セル２０中に、被検出物として
屈折率（ｎS ）１．３５のオイルを流動させた場合につ
いて説明したが、透明中空管セル２０を、他の屈折率
（ｎC ）を有する材料で作製した場合についても同様の
ことが言える。
【００４８】つまり、本発明の透明中空管セルを使用し
たオイル劣化センサＳは、発電エンジンシステムにおけ
るエンジンオイルの自動補給／自動交換システムに極め
て好適に使用し得るが、更に自動車のエンジンオイル、
コンプレッサオイル、ギアオイルなど種々の潤滑油の劣
化を検知するするためのオイル劣化センサとしても好適
に使用し得る。
たオイル劣化センサＳは、発電エンジンシステムにおけ
るエンジンオイルの自動補給／自動交換システムに極め
て好適に使用し得るが、更に自動車のエンジンオイル、
コンプレッサオイル、ギアオイルなど種々の潤滑油の劣
化を検知するするためのオイル劣化センサとしても好適
に使用し得る。
【００４９】
【発明の効果】以上の如くに構成される本発明の透明中
空管セルは、小型で製作費が安価であり、機械的強度も
強く、更に、被検出物を通過する光量或は照度変化を極
めて正確に信頼性良く測定することができる。
空管セルは、小型で製作費が安価であり、機械的強度も
強く、更に、被検出物を通過する光量或は照度変化を極
めて正確に信頼性良く測定することができる。
【図１】発光部から透明中空管セルを通って受光部へと
入射する光路の状態を示す図である。
入射する光路の状態を示す図である。
【図２】受光部における光強度分布を示す図である。
【図３】オイルの劣化と共に変動する受光部における光
強度分布を示す図である。
強度分布を示す図である。
【図４】発光部から透明中空管セルを通って受光部へと
入射する光路の状態を示す図である。
入射する光路の状態を示す図である。
【図５】発光部から透明中空管セルを通って受光部へと
入射する光路の状態を示す図である。
入射する光路の状態を示す図である。
【図６】発光部から透明中空管セルを通って受光部へと
入射する光の減衰量と吸光度との関係を示す図である。
入射する光の減衰量と吸光度との関係を示す図である。
【図７】発光部から透明中空管セルを通って受光部へと
入射する光路の状態を示す図である。
入射する光路の状態を示す図である。
【図８】発光部から透明中空管セルを通って受光部へと
入射する光路の状態を示す図である。
入射する光路の状態を示す図である。
【図９】発光部から透明中空管セルを通って受光部へと
入射する光路の状態を示す図である。
入射する光路の状態を示す図である。
【図１０】発光部から透明中空管セルを通って受光部へ
と入射する光路の状態を示す図である。
と入射する光路の状態を示す図である。
【図１１】発光部から透明中空管セルを通って受光部へ
と入射する光路の状態を示す図である。
と入射する光路の状態を示す図である。
【図１２】発光部から透明中空管セルを通って受光部へ
と入射する光路の状態を示す図である。
と入射する光路の状態を示す図である。
【図１３】本発明の透明中空管セルを使用したオイル劣
化センサを適用し得る発電エンジンシステムにおけるエ
ンジンオイルの自動補給／自動交換システムを概略示す
ブロック図である。
化センサを適用し得る発電エンジンシステムにおけるエ
ンジンオイルの自動補給／自動交換システムを概略示す
ブロック図である。
【図１４】本発明に係る透明中空管セルを使用すること
のできるオイル劣化センサの断面図である。
のできるオイル劣化センサの断面図である。
【図１５】本発明に係る透明中空管セルを使用すること
のできるオイル劣化センサの斜視図である。
のできるオイル劣化センサの斜視図である。
２ 測光部 ４ フランジ部 ２０ 透明中空管セル ２２ 発光部（光源） ２４ 受光部（ホトダイオード） １００ 遮光板
Claims (1)
- 【請求項１】 発光部と受光部とを備え、被検出物を通
過した発光部からの光線の照度或は光量を受光部にて検
出することにより被検出物の性状を検知する光量測定装
置にて使用される、前記被検出物を収容せしめるための
透明中空管セルであって、前記透明中空管セルは、断面
が円形であり、そして内径（ＤI ）と外径（ＤO ）の比
（ＤI ／ＤO ）が０．５以上とされ、又、透明中空管セ
ルの屈折率（ｎC ）と被検出物の屈折率（ｎS ）との差
（ｎC −ｎS ）が、＋０．１５〜−０．１０とされるこ
とを特徴とする光量測定装置用透明中空管セル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29656992A JPH06123698A (ja) | 1992-10-09 | 1992-10-09 | 光量測定装置用透明中空管セル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29656992A JPH06123698A (ja) | 1992-10-09 | 1992-10-09 | 光量測定装置用透明中空管セル |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06123698A true JPH06123698A (ja) | 1994-05-06 |
Family
ID=17835243
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29656992A Pending JPH06123698A (ja) | 1992-10-09 | 1992-10-09 | 光量測定装置用透明中空管セル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06123698A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008020393A (ja) * | 2006-07-14 | 2008-01-31 | Wako Pure Chem Ind Ltd | 液体状態検知方法及び分析装置 |
| JP2014501382A (ja) * | 2010-12-15 | 2014-01-20 | ファウベーエム ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテルハフツング | 液体試料を測光的又は分光的に検査する装置 |
| JP2016136122A (ja) * | 2015-01-23 | 2016-07-28 | シャープ株式会社 | 液中溶存物濃度測定装置 |
-
1992
- 1992-10-09 JP JP29656992A patent/JPH06123698A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008020393A (ja) * | 2006-07-14 | 2008-01-31 | Wako Pure Chem Ind Ltd | 液体状態検知方法及び分析装置 |
| JP2014501382A (ja) * | 2010-12-15 | 2014-01-20 | ファウベーエム ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテルハフツング | 液体試料を測光的又は分光的に検査する装置 |
| US9347870B2 (en) | 2010-12-15 | 2016-05-24 | Vwm Gmbh | Device for photometrically or spectrometrically examining a liquid sample |
| JP2016136122A (ja) * | 2015-01-23 | 2016-07-28 | シャープ株式会社 | 液中溶存物濃度測定装置 |
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