JPH07280720A - 濃度検出装置 - Google Patents

濃度検出装置

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JPH07280720A
JPH07280720A JP7484394A JP7484394A JPH07280720A JP H07280720 A JPH07280720 A JP H07280720A JP 7484394 A JP7484394 A JP 7484394A JP 7484394 A JP7484394 A JP 7484394A JP H07280720 A JPH07280720 A JP H07280720A
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JP
Japan
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prism
fluid
light
oil
measured
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JP7484394A
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English (en)
Inventor
Kazutoshi Koie
和俊 鯉江
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Denso Corp
Original Assignee
NipponDenso Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】この発明は、例えばオイルのような被測定流体
中の不溶解物質や浮遊物濃度を測定する濃度検出装置を
提供することを目的とするものであり、特に検出面での
異物の付着を防止して信頼性が向上されることを目的と
する。 【構成】管体11に矢印で示すように不溶解物質を含むオ
イルが流れる。管体11の壁に貫通孔を形成して、貫通す
る素子室14の形成された基体13を嵌め込む。素子室14内
には、基板17に取り付けた発光素子15および受光素子16
が設けられ、発光素子15からの光ビームは、素子室14の
オイルに接触する部位に設定してガラスからなるプリズ
ム18反射され、受光素子16で受光される。そして、プリ
ズム18の反射面でオイルに接触される検出面に、金等の
蒸着による導電層19を形成し、プリズム18の検出面の帯
電が防止され、不溶解物質の静電気力による付着が防止
されるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、例えばオイル等の流
体中に存在する不溶解物質や浮遊物のような異物の濃度
を検出し、例えばオイルの劣化が検出できるようにした
濃度検出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】オイルの劣化を検出するための検出器と
しては、管内を流れるオイルに接触されるようにして、
ガラス等の非導電材料によって構成したプリズムを設定
し、発光素子から出射された光ビームを流体に接するプ
リズムの面で反射させ、この反射光を受光素子で受光す
るようにした構成のものが知られている。すなわち、被
測定流体であるオイルが劣化して、その中に異物が浮遊
するような状態のときには、プリズムの反射部において
オイル中にしみ出した光の一部が散乱されて、受光素子
で受光される光の強度が低下する性質を利用している。
【0003】この様に構成される検出器において、その
検出面であるプリズムの流体との接触面が汚れると、そ
の汚れによって測定出力が著しい影響を受けて、測定出
力が必然的に不安定となる。特に、被測定流体が流れて
いる状態においては、被測定流体中に含まれる異物によ
ってプリスム面が著しく汚されて、検出出力の大きな不
安定要素となっている。また、静止したオイルを測定す
る場合においても、図5で示すように時間と共に出力が
低下する現象が見られているもので、これは検出面の汚
れだけでは説明することが困難な現象である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】この発明は上記のよう
な点に鑑みなされたもので、例えばガラスのような非導
電材料を使用したプリズムで検出部が構成される場合
に、その検出面の汚れによって出力が不安定とされるよ
うな問題点が確実に改善され、信頼性に富む測定結果が
得られるようにした、流体中の不溶解物質の濃度を検出
する濃度検出装置を提供しようとするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】この発明に係る濃度検出
装置は、被測定流体に接触されるようになる、前記被測
定流体中の異物の濃度を検出する非導電材料からなる検
出部の、前記被測定流体に接触する露出面に導電膜を形
成するもので、この導電膜によって前記検出部表面の帯
電が防止されるようにする。ここで、この導電膜は適宜
接地されることか望ましい。
【0006】
【作用】この様に構成される濃度検出装置は、その検出
部が例えばガラスによって構成されたプリズムで構成さ
れ、このプリズムの反射面とされる被測定流体との接触
面が、例えば被測定流体中の異物によって汚され、測定
出力に大きな影響を与える。例えば、オイル中に不溶解
物質のような異物が存在すると、オイルの添加物がその
異物のまわりに集まって、親油基を外側にしたミセルを
形成する。このミセルは負の電荷を有するものであり、
したがってガラスが流体と接触することによって正に帯
電されると、このミセルが汚れとしてプリズム表面に付
着されて汚れとなる。この様にミセルと帯電したガラス
が電気的な吸引力で結合するものであるが、帯電したガ
ラスが放電するまでには多くの時間を要し、結果として
時間の経過と共にミセルが堆積されるようになって検出
感度が低下される。しかし、検出部の流体との接触面、
すなわちガラスプリズムの露出面に導電膜を形成するこ
とによって、プリズム表面の電荷が速やかに放電されて
ミセルの吸着が防止されるようになり、検出感度が安定
して保たれて、信頼性の高い検出装置が構成される。
【0007】
【実施例】以下、図面を参照してこの発明の一実施例を
説明する。図1は管体11の内部を流れる不溶解物質が含
有される被測定流体、例えばオイルに含まれる浮遊する
不溶解物質等の濃度を検出する場合を例にして示してい
るもので、検出装置12はこの管体11の側壁に対して、検
出部が管内に突設して、被測定流体であるオイルの流れ
に接触されるように取り付けられる。
【0008】検出装置12は管体11の壁面に形成した貫通
孔に対して、例えばねじ機構によって取り付けられる、
例えば導電材料によって構成された基体13を備える。こ
の基体13には、その中央部に位置して管体11の内部に向
けて貫通する素子室14が形成され、この素子室14には発
光素子15および受光素子16を取り付けた回路基板17が収
納され、適宜固定されている。そして、この素子室14の
管体11の内部への開口部分には、ガラス等の透明体によ
って構成されたプリズム18が取り付けられ、このプリズ
ム18によって素子室14が封じられている。
【0009】ここで、プリズム18は管体11の軸線に平行
な面の第1の反射面181 と共に、この第1の反射面181
の両側で傾斜して設定される第2および第3の反射面18
2 および183 を有し、発光素子15から出力された光ビー
ムが第2の反射面182 で反射された後第1の反射面181
で折り返し反射され、さらに第3の反射面183 で反射さ
れて受光素子16で受光され、その受光レベルが測定され
るようにしている。
【0010】プリズム18は、その外側面が管体11の内部
を矢印で示す方向に流れるオイル等の被測定流体に直接
接触されるように露出して構成されるもので、このプリ
ズム18の被測定流体と接触するようになる露出部表面
に、その全体を覆うようにして導電層19が密着形成され
ている。
【0011】ここで、この導電層19は特にプリズム18の
露出表面の全体ではなく、その一部を覆うように形成し
てもよいもので、この場合においては特に発光素子15か
ら受光素子16に至る光ビームの反射面部分に導電層19が
形成されるようにする。この導電層19は、例えば金、パ
ラジウム、酸化すず等の材料を用いて構成されるもの
で、例えば蒸着技術によってプリズム18の表面に被着さ
れる。
【0012】この様に構成される検出装置11において、
発光素子15で発生され出射された光ビームは、プリズム
18に入射される。このプリズム18に入射した光ビーム
は、反射面182 、181 、183 の順で3回全反射され、受
光素子16に入射される。このプリズム18における3回の
全反射は、巨視的には全ての光成分が反射するものであ
るが、その界面付近においては、厳密には光の波長程度
のしみ出しがある。この光のしみ出しはエバネッセント
波と呼ばれるもので、このエバネッセント波が物質に当
たって散乱したり、また吸収されたりすると、これに対
応して反射光量の低下が生ずる。すなわち、“100”
の入射に対して“100”反射しなくなって、入射光量
に対して反射光量が減少する。
【0013】したがって、プリズム18の反射面181 〜18
3 それぞれにおいては、このプリズム18が接触されてい
る被測定流体であるオイル中の不溶解物質に対してエバ
ネッセント波が当たり、散乱もしくは吸収されて、不溶
解物質の濃度に応じて受光素子16に対する入射光量が減
少される。すなわち、発光素子15からの出力光量と、受
光素子16で受光された光量とを比較してその変化量を求
めることによって、被測定流体であるオイル中の不溶解
物質の濃度を知ることができ、その濃度検出が行える。
【0014】この様に構成される検出装置において、検
出部を構成するプリズム18はガラス等の非導電物質によ
って構成され、オイルの流れにより発生される電荷が帯
電している。したがって、この帯電されたプリズム18の
周囲にオイル中の不溶解物質が電気的に吸引されて集ま
るようになり、実際の不溶解物質の濃度よりも多い不溶
解物質がプリズム18の反射面181 〜183 部分に集合され
る。このため、不溶解物質の濃度を正確に計測すること
が不可能となり、甚だしい場合には検出不能となる。
【0015】この様な問題点に対処するため、プリズム
18の特に反射面に対応する管体11内を流れるオイルと接
触する露出表面部に、導電層19を被着形成している。す
なわち、この導電層19によってプリズム18の表面部の帯
電を防止しているもので、特にこの導電層19を基体13等
を介して接地に接続することによって、プリズム18の表
面部の帯電が確実に防止され、静電吸引力によるオイル
中の不溶解物質が集合されることを阻止するようにして
いる。
【0016】ここで、導電層19としては前述したように
例えば金の蒸着膜が使用される。図2は導電層19として
金を用いたときの光ビームの入射並びに出射の関係を示
している。ここで、プリズム18としてのガラス21の屈折
率が1.7、導電層19を構成する金22部の屈折率が0.
44+1.98i、被測定物質であるオイル23部の屈折
率が1.7とすると、光ビームがガラス21の表面にθ
(=60°)で入射したとすると、この光ビームはガラ
ス21の界面のa点で屈折して、導電層である金22中にη
(=30°)で出射するもので、この光ビームはb点で
全反射して折り返される。この全反射するb点において
は、数μm程度の光がオイル23中にしみ出し、このしみ
出した光量に対応して反射光量が減少される。
【0017】金22によって構成された導電層19において
は、光ビームの全反射に対しては影響を与えないもので
あり、且つ検出面であるガラス21によるプリズム18の表
面における帯電が確実に防止する効果が発揮される。
【0018】ここで、実施例としては被測定流体として
不溶解物質が浮遊されるようなオイルを例にして示して
いるが、この流体はオイルに限らず気体であってもよ
く、気体である場合には不溶解物質としては、この基体
中の浮遊物質である。
【0019】図3は第2の実施例を示すもので、図1の
第1の実施例と同様に反射型濃度検出装置30を構成する
ものであるが、検出面が1つの面で構成されている。す
なわち、ガラスによって構成されたプリズム31は、オイ
ル等の被測定流体に接する1つの反射面311 を有するも
ので、このプリズム31はこの反射面311 に対する光ビー
ムの入射面312 および出射面313 を備えて構成される。
そして、発光素子15からの出射された光ビームは入射面
312 から入り、反射面311 で全反射して出射面313 から
導出され、受光素子16で受光される。そして、このプリ
ズム31の被測定流体に接触する反射面311 に対応して、
導電層19が被着されている。
【0020】すなわち、この様に構成される検出装置30
においても、プリズム31のオイルと接触される検出面の
帯電が、導電層19の存在によって確実に防止され、オイ
ル中の不溶解物質がこの検出面に静電引力によって集合
されることがなく、信頼性の高い不溶解物質の濃度検出
が可能とされる。
【0021】図4で示す第3の実施例は、透過型の検出
装置40を構成している。この検出装置40は、被測定流体
の流れる管体11の対向する側壁それぞれに、貫通する開
口により構成した取り付け口411 および412 を形成し、
これらの取り付け口411 および412 は、それぞれガラス
等によって構成された窓421 および422 で封ずる。そし
て、これらの窓421 および422 のそれぞれ内部に発光素
子15および受光素子16を設定し、発光素子15からの出射
光は、窓421 を介して管体11内の被測定流体に入射さ
れ、さらに窓422 を介して受光素子16で受光される。
【0022】この検出装置40にあっては、窓421 および
422 部分が検出面とされるもので、この窓421 および42
2 のそれぞれ外側の面、すなわち被測定流体に接触され
る面に、それぞれ導電層431 および432 が被着形成され
るようにしている。したがって、この導電層431 および
432 によって、ガラスで構成される窓431 および432部
分の帯電が確実に防止され、精度の高い例えばオイル中
の不溶解物質の濃度測定が可能とされる。
【0023】これまでの実施例では、例えばオイル中の
不溶解物質の濃度検出や気体中の浮遊物濃度を測定する
ことを説明したが、その他例えばオイル中の全酸化を検
出するPh式の濃度検出装置においても、同様に非導電
物質による検出面が存在している。この様な場合におい
ても、その検出面に導電層を形成することで、同様の効
果が期待できる。
【0024】
【発明の効果】以上のようにこの発明に係る濃度検出装
置においては、非導電材料であるガラス等によって構成
された、オイル等の被測定流体に接触する検出面を備え
たプリズムの検出面が、適宜接地されるようにした導電
層によって覆われている。したがってこの検出面の、例
えば流れるオイルの接触等によって発生した電荷が効果
的に放出され、この検出面が帯電されることが防止され
る。このため、被測定流体中の不溶解物質や浮遊物がこ
の検出面に集合付着されることが確実に防止されて、信
頼性の高い流体中の不溶解物質等の濃度測定が可能とさ
れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例に係る濃度検出装置を説明
するための断面構成図。
【図2】上記実施例における光反射部を説明するための
図。
【図3】この発明の第2の実施例を説明する断面構成
図。
【図4】この発明の第3の実施例を説明する断面構成
図。
【図5】光の反射を利用した濃度検出装置における検出
感度の変化を説明する図。
【符号の説明】
11…管体、12、30、40…検出装置、13…基体、14…素子
室、15…発光素子、16…受光素子、17…回路基板、18、
31…プリズム、181 〜183 、311 〜313 …反射面、19、
431 、432 …導電層、421 、422 …窓。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被測定流体に接触される検出面を備え、
    この検出面に光を入射し、その反射光もしくは透過光の
    強度に基づき前記被測定流体中の異物の濃度を検出する
    非導電材料からなる検出部と、 この検出部の前記被測定流体に接触する露出面に形成さ
    れた導電膜とを具備し、 前記導電膜によって前記検出部表面の帯電が防止される
    ようにしたことを特徴とする濃度検出装置。
  2. 【請求項2】 前記導電膜は接地に接続されるようにし
    た請求項1記載の濃度検出装置。
  3. 【請求項3】 前記検出部の非導電材料はガラス材料に
    よって構成され、このガラス材料による部材の表面に光
    ビームを反射させ、この反射光を受光する受光素子を含
    み構成されて、前記ガラス材料による部材の表面に前記
    導電膜が形成されるようにした請求項1記載の濃度検出
    装置。
  4. 【請求項4】 前記検出部は、被測定流体の流れを挟ん
    で対向設定された発光素子および受光素子を含み構成さ
    れ、前記発光素子および受光素子それぞれの前記被測定
    流体の流れとの間にガラス材料による窓が設定されて、
    この窓のそれぞれ被測定流体との接触面に前記導電膜が
    形成されるようした請求項1記載の濃度検出装置。
JP7484394A 1994-04-13 1994-04-13 濃度検出装置 Pending JPH07280720A (ja)

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