JPH08128953A - オイル劣化度検出装置 - Google Patents
オイル劣化度検出装置Info
- Publication number
- JPH08128953A JPH08128953A JP26576194A JP26576194A JPH08128953A JP H08128953 A JPH08128953 A JP H08128953A JP 26576194 A JP26576194 A JP 26576194A JP 26576194 A JP26576194 A JP 26576194A JP H08128953 A JPH08128953 A JP H08128953A
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- light
- voltage
- resistor
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- Pending
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- Lubrication Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 この発明の目的は，自動車や航空機のエンジ
ンなどに使用するオイルの劣化度を精度よく検出できる
検出装置（センサ）を提供するものである。 【構成】 この発明が提供するオイル劣化度検出装置
は、発光素子３からの光がオイル中を透過したその透過
光を受光素子４に導き、この透過光量の変化を測定して
オイルの劣化度を検出する装置において、受光素子４に
フォトダイオ−ドＰＤを使用し、フォトダイオ−ドＰＤ
の光電流を電圧に変換するための抵抗を、このフォトダ
イオ−ドＰＤに順電圧方向のバイアス電圧を印加するよ
うに接続し、抵抗の両端の電圧を検出した光の信号とし
て出力することを特徴とするオイル劣化度検出装置。
ンなどに使用するオイルの劣化度を精度よく検出できる
検出装置（センサ）を提供するものである。 【構成】 この発明が提供するオイル劣化度検出装置
は、発光素子３からの光がオイル中を透過したその透過
光を受光素子４に導き、この透過光量の変化を測定して
オイルの劣化度を検出する装置において、受光素子４に
フォトダイオ−ドＰＤを使用し、フォトダイオ−ドＰＤ
の光電流を電圧に変換するための抵抗を、このフォトダ
イオ−ドＰＤに順電圧方向のバイアス電圧を印加するよ
うに接続し、抵抗の両端の電圧を検出した光の信号とし
て出力することを特徴とするオイル劣化度検出装置。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は，自動車や航空機のエ
ンジンなどに使用するオイルの劣化度を検出する装置
（センサ）に関する。
ンジンなどに使用するオイルの劣化度を検出する装置
（センサ）に関する。
【０００２】
【従来の技術】自動車等のエンジンには潤滑用のオイル
が使用される。このオイルが劣化すると焼き付きなどの
故障原因となるため、オイル劣化度を予め検知してオイ
ル交換する必要がある。一般に，赤外線の発光素子及び
受光素子を用いて，オイル等の劣化度あるいは濁り度を
検出するセンサが考えられている。オイルの劣化度に関
しては，通常，数ｗｔ．％の汚れでオイル交換すること
が望ましいとされ，その結果オイル劣化度検出センサで
も，検出するオイル劣化度は０〜数ｗｔ．％に限定され
る。光の透過率は次式で示される。
が使用される。このオイルが劣化すると焼き付きなどの
故障原因となるため、オイル劣化度を予め検知してオイ
ル交換する必要がある。一般に，赤外線の発光素子及び
受光素子を用いて，オイル等の劣化度あるいは濁り度を
検出するセンサが考えられている。オイルの劣化度に関
しては，通常，数ｗｔ．％の汚れでオイル交換すること
が望ましいとされ，その結果オイル劣化度検出センサで
も，検出するオイル劣化度は０〜数ｗｔ．％に限定され
る。光の透過率は次式で示される。
【０００３】 Ｔ＝ｅ−μｄ／100 式（１） ここで，Ｔは光の透過率，μはオイルの汚れの種類，機
械的な寸法等で決まるセンサ特有の定数，ｄは％表示し
たオイル劣化度である。
械的な寸法等で決まるセンサ特有の定数，ｄは％表示し
たオイル劣化度である。
【０００４】光の透過度は前式の様にオイル劣化度の指
数関数に比例して現される。赤外線の検出素子として、
扱いが容易で比較的安価、形状が小さく出来るなどの理
由でフォトダイオ−ドを使用するのが一般的である。そ
の場合、S/N 比が大きく取れることや高速で動作するこ
となどから、フォトダイオ−ドの動作回路としては、図
４、図５に示す逆バイアス電圧を使用した回路又は０バ
イアス電圧を使用した回路を使用されている。これはフ
ォトダイオ−ドの電流−電圧特性である図６のＡおよび
Ｂ領域を使用していることになる。
数関数に比例して現される。赤外線の検出素子として、
扱いが容易で比較的安価、形状が小さく出来るなどの理
由でフォトダイオ−ドを使用するのが一般的である。そ
の場合、S/N 比が大きく取れることや高速で動作するこ
となどから、フォトダイオ−ドの動作回路としては、図
４、図５に示す逆バイアス電圧を使用した回路又は０バ
イアス電圧を使用した回路を使用されている。これはフ
ォトダイオ−ドの電流−電圧特性である図６のＡおよび
Ｂ領域を使用していることになる。
【０００５】
【発明が解決しうとする課題】以上説明したとおりの従
来のフォトダイオ−ド方式では、それぞれ次のような問
題点がある。
来のフォトダイオ−ド方式では、それぞれ次のような問
題点がある。
【０００６】すなわち，光の透過度は図６に示すフォト
ダイオ−ドの電流−電圧特性からも明らかなように、オ
イル劣化度の指数関数に比例して現される。しかしなが
らフォトダイオ−ド動作は、図４および図５の回路にお
いては、出力電圧は光の強度に比例して現れる。そのた
め、オイル劣化度の指数関数に比例した出力電圧を得る
ことになり実際の使用には適さない。実使用時にはリニ
アライズ回路を使用し、オイル劣化度に比例した出力電
圧を得る様な構成にする必要がある。そのため高価にな
り実用に適さない。
ダイオ−ドの電流−電圧特性からも明らかなように、オ
イル劣化度の指数関数に比例して現される。しかしなが
らフォトダイオ−ド動作は、図４および図５の回路にお
いては、出力電圧は光の強度に比例して現れる。そのた
め、オイル劣化度の指数関数に比例した出力電圧を得る
ことになり実際の使用には適さない。実使用時にはリニ
アライズ回路を使用し、オイル劣化度に比例した出力電
圧を得る様な構成にする必要がある。そのため高価にな
り実用に適さない。
【０００７】また、図４および図５のフォトダイオ−ド
動作回路では、光の信号に対して高速に応答する。とこ
ろがエンジンなどの潤滑オイルは時間、日のオ−ダ−で
劣化するため、オイル劣化度の検出には高速応答は必要
無いかあるいは高速応答しては困る場合がほとんどであ
る。そのため無用な高速応答を避けるべく、また高周波
のノイズを避けるために、大容量のコンデンサなどを使
用して応答速度を下げるようにする必要がある。この場
合は高価な回路となる。
動作回路では、光の信号に対して高速に応答する。とこ
ろがエンジンなどの潤滑オイルは時間、日のオ−ダ−で
劣化するため、オイル劣化度の検出には高速応答は必要
無いかあるいは高速応答しては困る場合がほとんどであ
る。そのため無用な高速応答を避けるべく、また高周波
のノイズを避けるために、大容量のコンデンサなどを使
用して応答速度を下げるようにする必要がある。この場
合は高価な回路となる。
【０００８】この発明はこれらの問題点を解決するオイ
ル劣化度検出装置を得んとするものである。
ル劣化度検出装置を得んとするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この発明が提供するオイ
ル劣化度検出装置は、受光素子にフォトダイオ−ドを使
用し、フォトダイオ−ドの光電流を電圧に変換するため
の抵抗を、このフォトダイオ−ドに順電圧方向のバイア
ス電圧を印加するように接続し、抵抗の両端の電圧を検
出した光の信号として出力するものである。
ル劣化度検出装置は、受光素子にフォトダイオ−ドを使
用し、フォトダイオ−ドの光電流を電圧に変換するため
の抵抗を、このフォトダイオ−ドに順電圧方向のバイア
ス電圧を印加するように接続し、抵抗の両端の電圧を検
出した光の信号として出力するものである。
【００１０】
【作用】図３にフォトダイオ−ドに順バイアス電圧を印
加したときの電流−電圧特性を示す。順バイアス量をフ
ォトダイオ−ドに流れる電流に比例するとしたときの負
荷直線を図３のＡに示す。Ａと、電流−電圧特性との交
点が出力電流、電圧を示している。このときのフォトダ
イオ−ドに流れる電流Ｉは、次の２式のようになる。
加したときの電流−電圧特性を示す。順バイアス量をフ
ォトダイオ−ドに流れる電流に比例するとしたときの負
荷直線を図３のＡに示す。Ａと、電流−電圧特性との交
点が出力電流、電圧を示している。このときのフォトダ
イオ−ドに流れる電流Ｉは、次の２式のようになる。
【００１１】 Ｉ∝ｌｎ（Ｔ） （２式） ここで，Ｔは光量であり，式（１）で示した値と比例関
係にある。すなわち，光量と出力電流値は対数比例して
いることがわかる。ここで，式（１）と式（２）から，
％表示したオイル劣化度ｄとフォトダイオ−ドに流れる
電流Ｉは， Ｉ∝ｄ （３式） 式（３）となり，オイル劣化度に比例した出力を得るこ
とができる。この出力電流を固定の抵抗に流すことでオ
イル劣化度に比例する出力電圧を得ることもできる。
係にある。すなわち，光量と出力電流値は対数比例して
いることがわかる。ここで，式（１）と式（２）から，
％表示したオイル劣化度ｄとフォトダイオ−ドに流れる
電流Ｉは， Ｉ∝ｄ （３式） 式（３）となり，オイル劣化度に比例した出力を得るこ
とができる。この出力電流を固定の抵抗に流すことでオ
イル劣化度に比例する出力電圧を得ることもできる。
【００１２】
【実施例】図１はこの発明に関するオイル劣化度検出装
置（センサ）としてのリニアライズを有する検出回路の
実施例を示す図で、このオイル劣化度検出装置の本体の
構成が図２に示されている。
置（センサ）としてのリニアライズを有する検出回路の
実施例を示す図で、このオイル劣化度検出装置の本体の
構成が図２に示されている。
【００１３】図２において１は発光素子（ＬＥＤ）３か
ら出た光が案内されるガラスガイドであり、２はこのガ
ラスガイド１を支持するホルダ、４は受光素子（ホトダ
イオード）、５は光測定回路、６はケースである。Ｇは
発光素子３から受光素子４に至るガラスガイド１に設け
られたギャップ（間隙）で、この間の被測定物（オイ
ル）中を発光素子３からの光が通過し，再びガラスガイ
ド１を介して受光素子４で検出されるように構成されて
いる。図３はこの発明に関するフォトダイオ−ドの電流
−電圧特性を示す図である。
ら出た光が案内されるガラスガイドであり、２はこのガ
ラスガイド１を支持するホルダ、４は受光素子（ホトダ
イオード）、５は光測定回路、６はケースである。Ｇは
発光素子３から受光素子４に至るガラスガイド１に設け
られたギャップ（間隙）で、この間の被測定物（オイ
ル）中を発光素子３からの光が通過し，再びガラスガイ
ド１を介して受光素子４で検出されるように構成されて
いる。図３はこの発明に関するフォトダイオ−ドの電流
−電圧特性を示す図である。
【００１４】図１は，この発明のリニアライズ回路を有
するオイル劣化度検出装置の一例である。３は発光素子
（ＬＥＤ）で，電源＋Ｖｃｃと抵抗器Ｒ１に接続されて
いる。発光素子３を出た光は図２記載のガラスガイド１
を通りオイルに晒された間隙部Ｇを通り再びガラスガイ
ド１を通り受光素子（ＰＤ）で受光される。このとき例
えば間隙部Ｇに存在するオイルが汚れていないとき、発
光素子３の光が受光素子（ＰＤ）に到達し、受光素子
（ＰＤ）の逆方向に電流が流れる。そして、受光素子
（ＰＤ）と固定の順電圧バイアスおよび抵抗器Ｒ２とが
閉回路を構成していて受光素子（ＰＤ）の電流と抵抗器
Ｒ２で決まる電圧が増幅器Ｕ１．１の＋入力にかかる。
オイルが汚れてくると、受光素子（ＰＤ）に流れる電流
が小さくなるので，抵抗器Ｒ２にかかる電圧が小さくな
る。受光素子（ＰＤ）に与えられる順バイアス電圧は，
固定の順バイアス電圧と、受光素子（ＰＤ）に流れる電
流に抵抗器Ｒ２を掛けたものとの和となる。したがっ
て、受光素子（ＰＤ）に流れる電流が増えると順バイア
ス電圧が大きくなる。そのため抵抗器Ｒ２の両端の電圧
は間隙部Ｇを通ってきた光量の対数に比例する。この光
量はオイル劣化度の指数関数に比例するので、結果的に
オイル劣化度に比例した出力電圧を得ることになる。こ
の抵抗器Ｒ２の電圧が，増幅器Ｕ１．１の＋入力にかか
ることになる。従って，受光素子４の受光量はオイルの
劣下度合によって低下し、受光素子（ＰＤ）の発生する
電流が低下するので抵抗器Ｒ２の両端電圧が低下し、増
幅器Ｕ１．１の＋入力にかかる電圧が低下する。以上が
受光回路である。
するオイル劣化度検出装置の一例である。３は発光素子
（ＬＥＤ）で，電源＋Ｖｃｃと抵抗器Ｒ１に接続されて
いる。発光素子３を出た光は図２記載のガラスガイド１
を通りオイルに晒された間隙部Ｇを通り再びガラスガイ
ド１を通り受光素子（ＰＤ）で受光される。このとき例
えば間隙部Ｇに存在するオイルが汚れていないとき、発
光素子３の光が受光素子（ＰＤ）に到達し、受光素子
（ＰＤ）の逆方向に電流が流れる。そして、受光素子
（ＰＤ）と固定の順電圧バイアスおよび抵抗器Ｒ２とが
閉回路を構成していて受光素子（ＰＤ）の電流と抵抗器
Ｒ２で決まる電圧が増幅器Ｕ１．１の＋入力にかかる。
オイルが汚れてくると、受光素子（ＰＤ）に流れる電流
が小さくなるので，抵抗器Ｒ２にかかる電圧が小さくな
る。受光素子（ＰＤ）に与えられる順バイアス電圧は，
固定の順バイアス電圧と、受光素子（ＰＤ）に流れる電
流に抵抗器Ｒ２を掛けたものとの和となる。したがっ
て、受光素子（ＰＤ）に流れる電流が増えると順バイア
ス電圧が大きくなる。そのため抵抗器Ｒ２の両端の電圧
は間隙部Ｇを通ってきた光量の対数に比例する。この光
量はオイル劣化度の指数関数に比例するので、結果的に
オイル劣化度に比例した出力電圧を得ることになる。こ
の抵抗器Ｒ２の電圧が，増幅器Ｕ１．１の＋入力にかか
ることになる。従って，受光素子４の受光量はオイルの
劣下度合によって低下し、受光素子（ＰＤ）の発生する
電流が低下するので抵抗器Ｒ２の両端電圧が低下し、増
幅器Ｕ１．１の＋入力にかかる電圧が低下する。以上が
受光回路である。
【００１５】また、抵抗器Ｒ４は増幅器Ｕ１．１の負帰
還用であり、抵抗器Ｒ３と共に増幅器の−入力に入力さ
れ，ゲインを決定している。そして増幅器Ｕ１．１の出
力には抵抗器Ｒ８が接続されていて増幅器Ｕ１．２の＋
入力に接続されている。尚，コンデンサＣ１は電源リー
ド線から拾う高周波ノイズ成分をカットするフィルタで
ある。このコンデンサＣ１によって高周波ノイズ成分を
カットしている。以上が増幅器Ｕ１．１の周辺回路であ
る。
還用であり、抵抗器Ｒ３と共に増幅器の−入力に入力さ
れ，ゲインを決定している。そして増幅器Ｕ１．１の出
力には抵抗器Ｒ８が接続されていて増幅器Ｕ１．２の＋
入力に接続されている。尚，コンデンサＣ１は電源リー
ド線から拾う高周波ノイズ成分をカットするフィルタで
ある。このコンデンサＣ１によって高周波ノイズ成分を
カットしている。以上が増幅器Ｕ１．１の周辺回路であ
る。
【００１６】次に、抵抗器Ｒ９、可変抵抗器Ｒ１３、抵
抗器Ｒ１４で調節された電圧が抵抗器Ｒ１０を介して増
幅器Ｕ１．２の−入力に接続されている。一方、負帰還
用として抵抗器Ｒ１１、可変抵抗器Ｒ１２が増幅器の−
入力に接続されている。可変抵抗器Ｒ１３によって増幅
器Ｕ１．２の出力電圧のバイアス値を最適値に調整し、
可変抵抗器Ｒ１２によって増幅器Ｕ１．２のゲインを最
適値に調節できるようにしている。
抗器Ｒ１４で調節された電圧が抵抗器Ｒ１０を介して増
幅器Ｕ１．２の−入力に接続されている。一方、負帰還
用として抵抗器Ｒ１１、可変抵抗器Ｒ１２が増幅器の−
入力に接続されている。可変抵抗器Ｒ１３によって増幅
器Ｕ１．２の出力電圧のバイアス値を最適値に調整し、
可変抵抗器Ｒ１２によって増幅器Ｕ１．２のゲインを最
適値に調節できるようにしている。
【００１７】尚、電源部に並列に接続されているコンデ
ンサＣ２は高周波成分をカットするフィルタであり、コ
ンデンサＣ３は平滑用コンデンサである。これらのコン
デンサによってオイル汚れセンサの電源ノイズをカット
している。なお、増幅器Ｕ１．２を出た信号は、不図示
の表示装置に接続され例えばオイルの交換時期を使用者
に知らせてくれる。
ンサＣ２は高周波成分をカットするフィルタであり、コ
ンデンサＣ３は平滑用コンデンサである。これらのコン
デンサによってオイル汚れセンサの電源ノイズをカット
している。なお、増幅器Ｕ１．２を出た信号は、不図示
の表示装置に接続され例えばオイルの交換時期を使用者
に知らせてくれる。
【００１８】この実施例では，抵抗器Ｒ２を使用した
が，固定の順バイアス電圧だけでも動作し，その場合は
抵抗器Ｒ２を除去すればよい。また，固定の順バイアス
電圧を無くして，抵抗器Ｒ２のみで自己バイアス的に使
用することもできる。
が，固定の順バイアス電圧だけでも動作し，その場合は
抵抗器Ｒ２を除去すればよい。また，固定の順バイアス
電圧を無くして，抵抗器Ｒ２のみで自己バイアス的に使
用することもできる。
【００１９】
【発明の効果】この発明によれば，オイル劣化度検出装
置の出力特性の直線性が特別なリニアライズ回路を使用
しなくても格段に良くなる。それは，本質的に比例関係
にある出力を検出することが可能となったからである。
すなわち、フォトダイオ−ドの指数関数的な非直線性を
順バイアス電圧を与えることで、対数関数的な特性に変
え、入力光−出力特性を比例的な関係にすることが出来
たからである。その結果出力の直線性が飛躍的に向上す
るので、オイルの適切な状況を精度良く検知し得その交
換時期を知ることができる。したがって、オイルの使用
期限を最大限にでき、オイル劣下によるエンジントラブ
ルを未然に防止することができる。
置の出力特性の直線性が特別なリニアライズ回路を使用
しなくても格段に良くなる。それは，本質的に比例関係
にある出力を検出することが可能となったからである。
すなわち、フォトダイオ−ドの指数関数的な非直線性を
順バイアス電圧を与えることで、対数関数的な特性に変
え、入力光−出力特性を比例的な関係にすることが出来
たからである。その結果出力の直線性が飛躍的に向上す
るので、オイルの適切な状況を精度良く検知し得その交
換時期を知ることができる。したがって、オイルの使用
期限を最大限にでき、オイル劣下によるエンジントラブ
ルを未然に防止することができる。
【図１】この発明のオイル劣化度検出装置の検出回路
【図２】この発明のオイル劣化度検出装置
【図３】この発明に関するフォトダイオ−ドの電流−電
圧特性
圧特性
【図４】従来の逆バイアス電圧を使用した回路
【図５】従来の０バイアス電圧を使用した回路
【図６】従来より使用しているフォトダイオ−ドの電流
−電圧特性
−電圧特性
１…ガラスガイド ２…ホルダ ３…発光素子 ４…受光素子 ５…電子回路 ６…ケース ＬＥＤ…発光ダイオード（発光素子） ＰＤ…フォトダイオード（受光素子） Ｕ１．１，Ｕ１．２…増幅器 Ｄ１…ダイオード Ｃ１〜Ｃ３…コンデンサ Ｒ１〜Ｒ１４…抵抗器
Claims (1)
- 【請求項１】発光素子からの光がオイル中を透過したそ
の透過光を受光素子に導き、この透過光量の変化を測定
してオイルの劣化度を検出する装置において、受光素子
にフォトダイオ−ドを使用し、フォトダイオ−ドの光電
流を電圧に変換するための抵抗を、このフォトダイオ−
ドに順電圧方向のバイアス電圧を印加するように接続
し、抵抗の両端の電圧を検出した光の信号として出力す
ることを特徴とするオイル劣化度検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26576194A JPH08128953A (ja) | 1994-10-28 | 1994-10-28 | オイル劣化度検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26576194A JPH08128953A (ja) | 1994-10-28 | 1994-10-28 | オイル劣化度検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08128953A true JPH08128953A (ja) | 1996-05-21 |
Family
ID=17421658
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26576194A Pending JPH08128953A (ja) | 1994-10-28 | 1994-10-28 | オイル劣化度検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08128953A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1701589A1 (en) * | 2005-03-08 | 2006-09-13 | Sony Ericsson Mobile Communications AB | Electric circuit and method for monitoring a temperature of a light emitting diode |
| WO2006094590A1 (en) * | 2005-03-08 | 2006-09-14 | Sony Ericsson Mobile Communications Ab | Electric circuit and method for monitoring a temperature of a light emitting diode |
-
1994
- 1994-10-28 JP JP26576194A patent/JPH08128953A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1701589A1 (en) * | 2005-03-08 | 2006-09-13 | Sony Ericsson Mobile Communications AB | Electric circuit and method for monitoring a temperature of a light emitting diode |
| WO2006094590A1 (en) * | 2005-03-08 | 2006-09-14 | Sony Ericsson Mobile Communications Ab | Electric circuit and method for monitoring a temperature of a light emitting diode |
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