JPS589058A - 油中水分計 - Google Patents
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- JPS589058A JPS589058A JP10753181A JP10753181A JPS589058A JP S589058 A JPS589058 A JP S589058A JP 10753181 A JP10753181 A JP 10753181A JP 10753181 A JP10753181 A JP 10753181A JP S589058 A JPS589058 A JP S589058A
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
- G01N27/04—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
- G01N27/14—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of an electrically-heated body in dependence upon change of temperature
- G01N27/18—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of an electrically-heated body in dependence upon change of temperature caused by changes in the thermal conductivity of a surrounding material to be tested
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、油中に少量混在する水の量を測定する油中水
分計に関するものである。
分計に関するものである。
例えば鋼の焼入れ等に際しで用いられる油は丞(2)
分の含有量が少ないことが望ましく、水分や含有量が多
い場合には焼入れが均一に行なわれず、又、焼入れ時に
油中の水分が急激に蒸発し、その際に飛散した油分が加
熱炉に入ったような場合には火災を発生するに到るおそ
れもある。このため焼入れに使用する油に含まれる水分
の量の測定は焼入れ工業においては極めて重要で、従来
、例えば電極回路の一辺を白金抵抗体を以て形成し、こ
の白金抵抗体を被測定油中に浸すと共にこの白金抵抗体
を自己加熱によってほぼIIO’Oに保ち、被洞定油の
対流かくはんによって被測定油中の水の粒子が白金抵抗
体の表面に付着した際にこの水の蒸発により白金抵抗体
の温度が伯下し、その抵抗の低下に応じて電橋回路の平
衡が破れ、その不平衡出力に応じて白金抵抗体の加熱電
力が増加し、白金抵抗体の温度が設定温度に復旧上昇す
ると加熱電力が低下するように制御し、この加熱電力の
変動分から被測定油中の水分の量を測定するように構(
3) 成した油分中水分計が提案実施されている。
い場合には焼入れが均一に行なわれず、又、焼入れ時に
油中の水分が急激に蒸発し、その際に飛散した油分が加
熱炉に入ったような場合には火災を発生するに到るおそ
れもある。このため焼入れに使用する油に含まれる水分
の量の測定は焼入れ工業においては極めて重要で、従来
、例えば電極回路の一辺を白金抵抗体を以て形成し、こ
の白金抵抗体を被測定油中に浸すと共にこの白金抵抗体
を自己加熱によってほぼIIO’Oに保ち、被洞定油の
対流かくはんによって被測定油中の水の粒子が白金抵抗
体の表面に付着した際にこの水の蒸発により白金抵抗体
の温度が伯下し、その抵抗の低下に応じて電橋回路の平
衡が破れ、その不平衡出力に応じて白金抵抗体の加熱電
力が増加し、白金抵抗体の温度が設定温度に復旧上昇す
ると加熱電力が低下するように制御し、この加熱電力の
変動分から被測定油中の水分の量を測定するように構(
3) 成した油分中水分計が提案実施されている。
然しながらこの油中水分計における白金抵抗体の温度係
数はほぼ0−5 %で極めて小なるばかりてなく、その
体積が比較的大きく熱容量が大なるため測定感度が極め
て低い欠点を有する。
数はほぼ0−5 %で極めて小なるばかりてなく、その
体積が比較的大きく熱容量が大なるため測定感度が極め
て低い欠点を有する。
本発明は、比較的簡単な構成で測定感度の極めて高い油
中水分計を実現することを目的とする。
中水分計を実現することを目的とする。
第1図は、本発明の一実施例を示す図で、BRは抵抗R
1ないしR3及び感熱半導1体素子、例えばいわゆるサ
ーミスタRTより成る電橋回路で、この感熱半導体素子
RTを測定槽(図示していない)内の被測定油中に浸し
である。OAは演算増幅器で、その入力端子に電橋回路
BRの一方の対角端子幡a及びbの出力が、加えられ、
演算増幅器OAの出力の一部が電橋回路BRの他方の対
角端子C−dに帰還印加せしめられる。HPPは高域通
過ろ波器、REOは整流回路、INTは積分回路、00
Mは比較回路、TIMはタイマで、例えば測定槽に設け
た(4) 被測定油の流入流出用電磁開閉弁と連動して作動し、測
定済みの被」定油の排出と同時に始動して積分回路IN
Tにリセット信号を送出し、新しい被測定液が測定槽内
に流入せしめられ、その不規則な流動がおさまるまでり
七ット信号の送出を持続するように構成しである。
1ないしR3及び感熱半導1体素子、例えばいわゆるサ
ーミスタRTより成る電橋回路で、この感熱半導体素子
RTを測定槽(図示していない)内の被測定油中に浸し
である。OAは演算増幅器で、その入力端子に電橋回路
BRの一方の対角端子幡a及びbの出力が、加えられ、
演算増幅器OAの出力の一部が電橋回路BRの他方の対
角端子C−dに帰還印加せしめられる。HPPは高域通
過ろ波器、REOは整流回路、INTは積分回路、00
Mは比較回路、TIMはタイマで、例えば測定槽に設け
た(4) 被測定油の流入流出用電磁開閉弁と連動して作動し、測
定済みの被」定油の排出と同時に始動して積分回路IN
Tにリセット信号を送出し、新しい被測定液が測定槽内
に流入せしめられ、その不規則な流動がおさまるまでり
七ット信号の送出を持続するように構成しである。
演算増幅器OAの帰還量を適当にして感熱半導体素子R
Tの温度をほぼI I O”、Oないし120”0に保
つように調整しておくと、被測定油の対流かくはんによ
って被測定油中の水の粒子が感熱半導体素子RTの表面
に付着蒸発する毎に感熱半導体素子RTの温度が低下し
てその抵抗値が増加し、電橋回路BRの端子すの電位が
上昇して演算増幅器OAの出力及び帰還量が増加し、感
熱半導体素子R’l’の加熱電力が増加して感熱半導体
素子RTの温度が上昇する。感熱半導体素子RTの温度
が設定値に復すると電橋回′#tBRの端子すの電位が
下り、演算増幅器OAの出力及び帰還量が減少して感熱
(5) 半導体素子RTの温度を設定値に保持する。
Tの温度をほぼI I O”、Oないし120”0に保
つように調整しておくと、被測定油の対流かくはんによ
って被測定油中の水の粒子が感熱半導体素子RTの表面
に付着蒸発する毎に感熱半導体素子RTの温度が低下し
てその抵抗値が増加し、電橋回路BRの端子すの電位が
上昇して演算増幅器OAの出力及び帰還量が増加し、感
熱半導体素子R’l’の加熱電力が増加して感熱半導体
素子RTの温度が上昇する。感熱半導体素子RTの温度
が設定値に復すると電橋回′#tBRの端子すの電位が
下り、演算増幅器OAの出力及び帰還量が減少して感熱
(5) 半導体素子RTの温度を設定値に保持する。
被測定油中の水の粒子が感熱半導体素子RTの表面に付
着蒸発する毎に生ずる演算増幅器OAの出力の変動分か
ら被測定油に含まれる水分の量を求めることが可能であ
るが、測定値の直読を可能ならしめるためと、被測定油
の流動による感熱半導体素子RTの温度変化に基づく演
算増幅器OAの出力変動分を除く目的で、本発明におい
ては演算増幅器OAの出力をまず高域通過ろ波器HPP
に導入する。
着蒸発する毎に生ずる演算増幅器OAの出力の変動分か
ら被測定油に含まれる水分の量を求めることが可能であ
るが、測定値の直読を可能ならしめるためと、被測定油
の流動による感熱半導体素子RTの温度変化に基づく演
算増幅器OAの出力変動分を除く目的で、本発明におい
ては演算増幅器OAの出力をまず高域通過ろ波器HPP
に導入する。
本発明者の実験結果に依れば、被測定油中のボの粒子の
感熱半導体素子RTの表面への付着蒸発に対応する演算
増幅器OAの出力変動分の周波数は、被測定油中に混在
する水分の量、被測定油の対流かくはん速度等によって
異なるが、はぼO,lH2以上であり、支、被測定油の
流動による感熱半導体素子RTの温度変動、即ち被測定
油の比較的温度の低い部分が感熱半導体素子RTに接近
又は接(6) 触することにより生ずる感熱半導体素子RTの温度変化
に基づく演算増幅器OAの出力変動分の周波数は、被測
定油の対流かくはん速度を適当ならしめることによって
ほばO,IHz以下に抑え得ることを確めることが出来
た。
感熱半導体素子RTの表面への付着蒸発に対応する演算
増幅器OAの出力変動分の周波数は、被測定油中に混在
する水分の量、被測定油の対流かくはん速度等によって
異なるが、はぼO,lH2以上であり、支、被測定油の
流動による感熱半導体素子RTの温度変動、即ち被測定
油の比較的温度の低い部分が感熱半導体素子RTに接近
又は接(6) 触することにより生ずる感熱半導体素子RTの温度変化
に基づく演算増幅器OAの出力変動分の周波数は、被測
定油の対流かくはん速度を適当ならしめることによって
ほばO,IHz以下に抑え得ることを確めることが出来
た。
本発明においては、この実験結果に基づき高域通過ろ波
器HPF’の遮断周波数をほぼ0.1Hzに選んで*
1*算増幅器OAの出力の中、被測定油中の水の粒子の
感熱半導体素子RTの表面への付着蒸発に対応する変動
分のみを通過せし・め、整流回路RIIOで全波又は半
波整流し、この整流出力を積分回路INTにおいて積分
する動作を一足時間行なわせた後における積分回路IN
Tの積分値を適当な指示又は記録計(図示していない)
に導入するように構成しである。前記一定時間内に感熱
半導体素子RTの表面に付着する水の粒子の数は被測定
油中に混在する水分の量に比例するとみなし得るので、
指示又は記録計によりて被測定油中の水分の量を直(7
) 読することが出来る。
器HPF’の遮断周波数をほぼ0.1Hzに選んで*
1*算増幅器OAの出力の中、被測定油中の水の粒子の
感熱半導体素子RTの表面への付着蒸発に対応する変動
分のみを通過せし・め、整流回路RIIOで全波又は半
波整流し、この整流出力を積分回路INTにおいて積分
する動作を一足時間行なわせた後における積分回路IN
Tの積分値を適当な指示又は記録計(図示していない)
に導入するように構成しである。前記一定時間内に感熱
半導体素子RTの表面に付着する水の粒子の数は被測定
油中に混在する水分の量に比例するとみなし得るので、
指示又は記録計によりて被測定油中の水分の量を直(7
) 読することが出来る。
第2図(横軸は時間T1縦軸は電圧V)は、本発明者が
試作した油中水分計における高域通過ろパ波器HPFの
出力波形の一例を示し、第3図(横軸及び縦軸は第2面
と同じ)は積分回路IN’l’の積分波形の一例である
。
試作した油中水分計における高域通過ろパ波器HPFの
出力波形の一例を示し、第3図(横軸及び縦軸は第2面
と同じ)は積分回路IN’l’の積分波形の一例である
。
又、第1図示のiうに積分回路XNTの積分出力を比較
回路00Mに導入して基準電圧と比較し、前記一定時間
内に積分出力が基準電圧を−えた場合。
回路00Mに導入して基準電圧と比較し、前記一定時間
内に積分出力が基準電圧を−えた場合。
比較回路00Mの出力により例えば適当な警報回路を作
動せしめて被測定油中の水分の量が限界値を超えている
ことを報知せしめるように構成してもよい。この場合、
被測定油の使用目的に応じて比較回路COMに加えられ
る基準電圧の大きさを適当に選ぶべきこと勿論である。
動せしめて被測定油中の水分の量が限界値を超えている
ことを報知せしめるように構成してもよい。この場合、
被測定油の使用目的に応じて比較回路COMに加えられ
る基準電圧の大きさを適当に選ぶべきこと勿論である。
一回の測定終了後、被測定油を排出するため測定槽の電
磁開閉弁を開くとタイマTIMが始動してりゼット信号
が送出され積分回路INTが復旧する。
磁開閉弁を開くとタイマTIMが始動してりゼット信号
が送出され積分回路INTが復旧する。
(8)
測定済みの被測定油の排出後新しい被測定油を測1定槽
内に流入せしめて次回の測定を行なうが、測定槽内への
流入による被測定油の不規則な流動がおぎまるまで積分
回路INTの復旧状態を持続するようにタイマTIMの
動作時間を設定することにより安定正確な測定を行なう
ことが出来る。
内に流入せしめて次回の測定を行なうが、測定槽内への
流入による被測定油の不規則な流動がおぎまるまで積分
回路INTの復旧状態を持続するようにタイマTIMの
動作時間を設定することにより安定正確な測定を行なう
ことが出来る。
本発明において感熱素子として用いるいわゆるサーミス
タの温度係数はほぼ2.5%で従来の油中水分計におけ
る白金抵抗体に比し遥かに大であり、又、その形状が小
形で従来の白金抵抗体に較べてはぼ−以下の体積に過ぎ
ず熱容量が極めて小な0 るため水の粒子の付着蒸発によ゛る温度変化が大である
から温度係数の大なることと相まつで検出感度が高く、
本発明者の試作した油中水分計においでは従来の油中水
分計に比しほぼ10倍の感度を得ることが出来た。
タの温度係数はほぼ2.5%で従来の油中水分計におけ
る白金抵抗体に比し遥かに大であり、又、その形状が小
形で従来の白金抵抗体に較べてはぼ−以下の体積に過ぎ
ず熱容量が極めて小な0 るため水の粒子の付着蒸発によ゛る温度変化が大である
から温度係数の大なることと相まつで検出感度が高く、
本発明者の試作した油中水分計においでは従来の油中水
分計に比しほぼ10倍の感度を得ることが出来た。
本実施例においでは演算増幅器OAの出力の一部を電橋
回路BRに帰還して感熱半導体素子RTの(9) 温度を制御し、はぼllo”cないし1209cに保つ
ように構成しであるが、演算増幅器OAからの帰還量の
変化に対する感熱半導体素子RTの抵抗変化に時間の遅
れがあるため、その抵抗値を過度に低下及び増加せしめ
るハンチング現象を生じて測定を不安定ならしめるおそ
れがある。このような欠点を除くために比例制御、積分
制御及び微分制御を総合したPID制御回路を用いるこ
とも考えられるが回路構成が複雑となるを免れ得ない。
回路BRに帰還して感熱半導体素子RTの(9) 温度を制御し、はぼllo”cないし1209cに保つ
ように構成しであるが、演算増幅器OAからの帰還量の
変化に対する感熱半導体素子RTの抵抗変化に時間の遅
れがあるため、その抵抗値を過度に低下及び増加せしめ
るハンチング現象を生じて測定を不安定ならしめるおそ
れがある。このような欠点を除くために比例制御、積分
制御及び微分制御を総合したPID制御回路を用いるこ
とも考えられるが回路構成が複雑となるを免れ得ない。
第4図は、本発明におけるハンチング防止対策の一例を
示す要部回路図で、R4ないしR6は入力抵抗、R7は
負帰還抵抗で、このjうに構成するときは電橋口!BR
の出力電圧は適当に分圧されて演算増幅器OAに導入さ
れるから演算増幅器OAの利得が低下して前記のような
ハンチング現象を防ぐことが出来る。
示す要部回路図で、R4ないしR6は入力抵抗、R7は
負帰還抵抗で、このjうに構成するときは電橋口!BR
の出力電圧は適当に分圧されて演算増幅器OAに導入さ
れるから演算増幅器OAの利得が低下して前記のような
ハンチング現象を防ぐことが出来る。
本発明においで使用する感熱半導体素子RTの体積が極
めて小なるため測定槽の容積及び被測定(10) 油の量が大なる場合には被測定油の温度分布が一様でな
く、感熱半導体素子RTの表面に接近又は接触する被測
定油自体の温度変化による感熱半導体素子RTの温度変
化に基づく演算増幅器OAの出力変動分と水の粒子の付
着蒸発に対応する出力変動分とを分離し得ないおそれが
あるばかりでなく、被測定油の入れ換えに際して新しく
測定槽内に流入せしめた被測定油の不規則な流動がおさ
まるまでに長時間を要することとなる。
めて小なるため測定槽の容積及び被測定(10) 油の量が大なる場合には被測定油の温度分布が一様でな
く、感熱半導体素子RTの表面に接近又は接触する被測
定油自体の温度変化による感熱半導体素子RTの温度変
化に基づく演算増幅器OAの出力変動分と水の粒子の付
着蒸発に対応する出力変動分とを分離し得ないおそれが
あるばかりでなく、被測定油の入れ換えに際して新しく
測定槽内に流入せしめた被測定油の不規則な流動がおさ
まるまでに長時間を要することとなる。
よって測定槽として容積の出来るだけ小なるもの、例え
ば感熱半導体素子RTの体積の数倍程度の容積の測定槽
を用いるようにすれば、被測定油を対流かくはんによっ
て移動せしめることなく静止状態に保ったままで、感熱
半導体素子RTの表面に付着する水の粒子の数が被測定
油中の水分の量に比例するものとみなすことが出来、被
測足油の移動に基づく誤信号を送出するおそれなく、又
、被測定油を移動せしめた場合でも、被測定油の量が極
めて小なるため温度が均一に保たれるから被、測定油の
移動による誤信号が送出されるおそれはない。又、被測
定油の量が小なるため新しく測定槽内に流入せしめた被
測定油の不規則な流動が極めて短時間内におさまり、測
定を迅速に行なうことが出来る。
ば感熱半導体素子RTの体積の数倍程度の容積の測定槽
を用いるようにすれば、被測定油を対流かくはんによっ
て移動せしめることなく静止状態に保ったままで、感熱
半導体素子RTの表面に付着する水の粒子の数が被測定
油中の水分の量に比例するものとみなすことが出来、被
測足油の移動に基づく誤信号を送出するおそれなく、又
、被測定油を移動せしめた場合でも、被測定油の量が極
めて小なるため温度が均一に保たれるから被、測定油の
移動による誤信号が送出されるおそれはない。又、被測
定油の量が小なるため新しく測定槽内に流入せしめた被
測定油の不規則な流動が極めて短時間内におさまり、測
定を迅速に行なうことが出来る。
以上は感熱半導体素子RTとしていわゆるサーミスタを
用いた場合につき説明したが、いわゆるポジスタを用い
てもよく、この場合には第5図に要部回路図を示すよう
に演算増幅器OAの入力極性を第1図と逆にすることに
よQ本発明を実施することが出来る。
用いた場合につき説明したが、いわゆるポジスタを用い
てもよく、この場合には第5図に要部回路図を示すよう
に演算増幅器OAの入力極性を第1図と逆にすることに
よQ本発明を実施することが出来る。
以上の説明から明らかなように本発明油中水分計は、簡
潔な構成で高、素度を以て正確な測定を行ない得るもの
で、その効果甚だ大である。
潔な構成で高、素度を以て正確な測定を行ない得るもの
で、その効果甚だ大である。
第1図は、本発明の一実施例を示す図、第2図及び第3
図は、本発明の作動説明のための波形図、第4図及び第
5図は、本発明の他の実施例【示す要部回路図で、BR
:電橋回路、旧ないしR7;抵抗、RT:感熱半導体素
子、OA:m算増幅器、HPIP:’高域通過ろ波器、
RECj:整流回路、XNT1積分回路’I”1M :
タイマ、OOM:比較回路である。 (13) 第1図 第4図 第5図
図は、本発明の作動説明のための波形図、第4図及び第
5図は、本発明の他の実施例【示す要部回路図で、BR
:電橋回路、旧ないしR7;抵抗、RT:感熱半導体素
子、OA:m算増幅器、HPIP:’高域通過ろ波器、
RECj:整流回路、XNT1積分回路’I”1M :
タイマ、OOM:比較回路である。 (13) 第1図 第4図 第5図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、測定槽内の被測定油中に浸された感熱半導体素子を
一辺とする電橋回路の一方の対角端子出力を演算増幅器
に加えると共にこの演算増幅器の出力の一部を前記電橋
回路の他方の対角端子に帰還せしめ、前記演算増幅器の
出力変動分によって被測定油中の水分の量を測定するよ
うに構成したことを特徴とする油中水分計。 2、測定槽内の被測定油中に浸された感熱半導体素子を
一辺とする電橋回路の一方の対角端子出力を演算増幅器
に加えると共にこの演算増幅器の出力の一部を前記電橋
回路の他方の対角端子に帰還せしめ、前記演算増幅器の
出力を高域通過ろ波器及び整流回路を介して積分回路に
加え、この積分回路出力から被測定油中の水分の量を測
定する(1) ように構成したことを特徴とする油中水分計。 3、感熱半導体素子かいわゆ志す−ミλりより成る特許
請求の範囲第1項又は第2項記載の油中水分針。 4、g熊手導体素子がいわゆるポジスタより成る特許請
求の範囲第覆項又は第2項記載の油中水分計。 5、測定槽が感熱半導体素子の体積に匹敵する程度に小
なる容積の櫂より成る特許請求の範囲第1項又は第2項
記載δ油中水分計。 6− ’t14N増幅器がその入力回路に分圧回路を形
成する入力抵抗を挿入すると共に負帰還回路を設けて利
得を低下せしめた増幅器より成る特許請求の範囲第1項
又は第2 JJj、記載の油中水分計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10753181A JPS589058A (ja) | 1981-07-09 | 1981-07-09 | 油中水分計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10753181A JPS589058A (ja) | 1981-07-09 | 1981-07-09 | 油中水分計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS589058A true JPS589058A (ja) | 1983-01-19 |
| JPH0222337B2 JPH0222337B2 (ja) | 1990-05-18 |
Family
ID=14461547
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10753181A Granted JPS589058A (ja) | 1981-07-09 | 1981-07-09 | 油中水分計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS589058A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5847246A (ja) * | 1981-09-14 | 1983-03-18 | Denki Kagaku Keiki Co Ltd | 油中水分計 |
| CN103869863A (zh) * | 2014-03-25 | 2014-06-18 | 成都国科海博信息技术股份有限公司 | 传感器调理电路 |
-
1981
- 1981-07-09 JP JP10753181A patent/JPS589058A/ja active Granted
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5847246A (ja) * | 1981-09-14 | 1983-03-18 | Denki Kagaku Keiki Co Ltd | 油中水分計 |
| CN103869863A (zh) * | 2014-03-25 | 2014-06-18 | 成都国科海博信息技术股份有限公司 | 传感器调理电路 |
| CN103869863B (zh) * | 2014-03-25 | 2015-06-24 | 成都国科海博信息技术股份有限公司 | 传感器调理电路 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0222337B2 (ja) | 1990-05-18 |
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