KR20200136971A

KR20200136971A - 수분 혼입 검출 장치, 수분 혼입 검출 프로그램, 수분 혼입 검출 방법, 및 수분 혼입 검출 시스템

Info

Publication number: KR20200136971A
Application number: KR1020207030904A
Authority: KR
Inventors: 히데미츠 하라다; 히로시 나카타니; 아야코 하시모토
Original assignee: 닛뽕 유센 가부시키가이샤
Priority date: 2018-03-30
Filing date: 2018-03-30
Publication date: 2020-12-08
Also published as: WO2019187106A1; JPWO2019187106A1; DK181350B1; CN111971556A; JP6766248B2; DK202070680A1; KR102533572B1

Abstract

본 발명의 과제는, 오일 중의 수분량이 그 환경 조건 하에 있어서 정말로 정상인지 여부를 판단하는 것이 가능한 수분 혼입 검출 장치를 제공하는 것이다. 상기 과제는, 오일로의 수분 혼입을 검출하기 위한 수분 혼입 검출 장치이며, 오일의 환경 데이터 및/또는 오일의 주위 환경에 관한 데이터와 오일 중의 수분량에 관한 데이터의 상관 관계에 기초하여, 실측된 오일의 환경 데이터 및/또는 오일의 주위 환경에 관한 데이터로부터 오일 중의 수분량에 관한 예측 데이터를 산출하는 예측 데이터 산출 수단과, 오일 중의 수분량에 관한 실측 데이터를 취득하는 실측 데이터 취득 수단과, 취득한 실측 데이터와 산출한 예측 데이터를 비교하여, 실측 데이터와 예측 데이터의 관계가 소정의 조건을 만족시키는지 여부를 판정하는 조건 판정 수단과, 실측 데이터와 예측 데이터의 관계가 소정의 조건을 만족시킨다고 판정된 경우에, 소정의 조건을 만족시키는 것을 나타내는 정보를 출력하는 정보 출력 수단을 구비하는, 수분 혼입 검출 장치에 의하여 해결된다.

Description

수분 혼입 검출 장치, 수분 혼입 검출 프로그램, 수분 혼입 검출 방법, 및 수분 혼입 검출 시스템

본 발명은 수분 혼입 검출 장치, 수분 혼입 검출 프로그램, 수분 혼입 검출 방법, 및 수분 혼입 검출 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 윤활유 등의 기계유에 있어서, 오일 중에 용존해 있는 수분량이 상승하면 기계유로서의 기능은 저하된다. 특히 기계유 중에 용존해 있는 수분량이 포화 수분량을 초과하여 프리 워터로서 오일 중에 나타나게 되면, 기계가 고장이나 파손을 일으킬 가능성이 높아지는 것이 알려져 있다. 예를 들어 디젤 엔진 등의 내연 기관이나 증기 터빈 등의 외연 기관에 있어서는, 윤활유 중에서 프리 워터가 발생하면 유막 고갈에 의한 눌어붙음 등이 생기기 쉬워져, 결과적으로 베어링 손상 등의 파손 사고가 일어날 가능성이 높아져 버린다.

그래서, 기계유 중의 수분량의 상승에 기인하는 파손 사고를 미연에 방지하기 위하여, 기계유 중에 녹아 든 수분량을 감시·관리하는 것이 행해지고 있다. 기계유의 종류나 사용 기간, 사용 시의 온도 등의 요인에 따라 기계유의 포화 수분량은 달라지는 점에서, 수분량의 감시·관리에 있어서는, 오일 중에 녹아 든 절대 수분량(예를 들어 ppm)을 이용하는 것보다도, 상대 수분량인 수분 활성값(Water Activity, Aw)을 이용하는 편이 적절하다고 생각되고 있다.

수분 활성값을 이용하여 윤활유 중의 수분량을 감시·관리하는 장치로서, 예를 들어 특허문헌 1에는, 윤활유 중의 정전 용량 및 유온으로부터 수분 활성값을 산출하고, 산출된 수분 활성값이, 롤링 슬라이딩 피로 수명 시험의 결과에 기초하여 결정된 역치를 초과한 경우에, 윤활유가 이상 상태에 있다고 진단하는 장치가 기재되어 있다.

일본 특허 공개 제2012-180921호 공보

그러나 특허문헌 1에 기재되어 있는 장치와 같이 수분 활성값의 실측값과 소정의 역치를 비교하는 방법에서는, 예를 들어 오일 청정기로부터 윤활유 중으로 수분이 혼입되는 등의, 윤활유 계통에 있어서의 결함이 발생하여 수분 활성값이 상승하여, 그 환경 조건 하에 있어서 통상 상정되는 값보다도 높은 값을 나타내고 있었다고 하더라도, 수분 활성값이 역치에 도달하지 않는 한 정상으로 진단되어 버린다. 이와 같이 특허문헌 1에 기재되어 있는 장치에서는, 수분 활성값이 역치 이하인 경우, 그 수분 활성값이 그 환경 조건 하에 있어서 정말로 정상인지 여부를 판단할 수 없다는 문제가 있었다.

본 발명은, 상기와 같은 문제를 감안하여 이루어진 것이다. 즉, 본 발명의 과제는, 오일 중의 수분량이 그 환경 조건 하에 있어서 정말로 정상인지 여부를 판단하는 것이 가능한 수분 혼입 검출 장치를 제공하는 것이다.

본 발명자들은, 오일 중의 수분량에 관한 실측값의 비교 대상으로서 소정의 역치 대신, 오일 중의 수분량에 관한 예측값(정상인 경우에 상정되는 값)을 이용함으로써 상기 과제를 해결할 수 있을 것으로 생각하였다. 또한 본 발명자들은, 실측값과 예측값의 차가 소정의 허용 범위 외에 있는 등 양자의 관계가 소정의 조건을 만족시키는 경우에, 소정의 조건을 만족시키는 것을 나타내는 정보(예를 들어 경보 등)를 출력하도록 구성하면, 예를 들어 종래의 방법에서는 정상으로 판단되고 있던 범위에서도, 예기치 못한, 또는 이상 수분량의 증가를 검지할 수 있을 것으로 생각하였다.

그리고 본 발명자들은 예의 연구의 결과, 오일 중의 수분량과, 오일의 환경 데이터(예를 들어 유온 등)나 오일의 주위 환경에 관한 데이터(예를 들어 주위의 온도나 습도 등)에는 상관 관계가 있어서, 오일의 환경 데이터나 오일의 주위 환경에 관한 데이터를 측정하면 오일 중의 수분량을 예측할 수 있음을 알아내어, 본 발명을 완성시키는 데에 이르렀다.

본 발명의 요지는 이하와 같다.

[1] 오일로의 수분 혼입을 검출하기 위한 수분 혼입 검출 장치이며, 오일의 환경 데이터 및/또는 오일의 주위 환경에 관한 데이터와 오일 중의 수분량에 관한 데이터의 상관 관계에 기초하여, 실측된 오일의 환경 데이터 및/또는 오일의 주위 환경에 관한 데이터로부터 오일 중의 수분량에 관한 예측 데이터를 산출하는 예측 데이터 산출 수단과, 오일 중의 수분량에 관한 실측 데이터를 취득하는 실측 데이터 취득 수단과, 취득한 실측 데이터와 산출한 예측 데이터를 비교하여, 실측 데이터와 예측 데이터의 관계가 소정의 조건을 만족시키는지 여부를 판정하는 조건 판정 수단과, 실측 데이터와 예측 데이터의 관계가 소정의 조건을 만족시킨다고 판정된 경우에, 소정의 조건을 만족시키는 것을 나타내는 정보를 출력하는 정보 출력 수단을 구비하는, 수분 혼입 검출 장치.

[2] 오일의 주위 환경에 관한 데이터가, 오일의 주위의 소정 위치에서의 온도, 습도 및 기압으로 이루어지는 군 중 적어도 하나의 데이터인, 상기 [1]에 기재된 수분 혼입 검출 장치.

[3] 오일 중의 수분량에 관한 데이터가 오일의 수분 활성값인, 상기 [1] 또는 [2]에 기재된 수분 혼입 검출 장치.

[4] 오일의 환경 데이터 및/또는 오일의 주위 환경에 관한 데이터와 오일 중의 수분량에 관한 데이터의 상관 관계가, 실측한 오일의 환경 데이터 및/또는 오일의 주위 환경에 관한 데이터, 그리고 실측한 오일 중의 수분량에 관한 데이터에 기초하여 다중 회귀 분석에 의하여 구해지는 것인, 상기 [1] 내지 [3] 중 어느 것에 기재된 수분 혼입 검출 장치.

[5] 상기 소정의 조건이, 예측 데이터와 실측 데이터의 차가 소정의 허용 범위 이상인 것, 또는 예측 데이터와 실측 데이터의 차의 단위 시간당 변화량이 소정의 허용 범위 이상인 것인, 상기 [1] 내지 [4] 중 어느 것에 기재된 수분 혼입 검출 장치.

[6] 오일 중의 수분량에 관한 예측 데이터와 실측 데이터의 차의 이력, 또는 예측 데이터와 실측 데이터의 차의 단위 시간당 변화량의 이력에 기초하여 상기 허용 범위를 특정하는 허용 범위 특정 수단을 구비하는, 상기 [5]에 기재된 수분 혼입 검출 장치.

[7] 상기 소정의 조건을 만족시키는 것을 나타내는 정보가 경보인, 상기 [1] 내지 [6] 중 어느 것에 기재된 수분 혼입 검출 장치.

[8] 컴퓨터 장치에 오일로의 수분 혼입의 검출을 실행하게 하기 위한 수분 혼입 검출 프로그램이며, 컴퓨터 장치를, 오일의 환경 데이터 및/또는 오일의 주위 환경에 관한 데이터와 오일 중의 수분량에 관한 데이터의 상관 관계에 기초하여, 실측된 오일의 환경 데이터 및/또는 오일의 주위 환경에 관한 데이터로부터 오일 중의 수분량에 관한 예측 데이터를 산출하는 예측 데이터 산출 수단, 오일 중의 수분량에 관한 실측 데이터를 취득하는 실측 데이터 취득 수단, 취득한 실측 데이터와 산출한 예측 데이터를 비교하여, 실측 데이터와 예측 데이터의 관계가 소정의 조건을 만족시키는지 여부를 판정하는 조건 판정 수단, 실측 데이터와 예측 데이터의 관계가 소정의 조건을 만족시킨다고 판정된 경우에, 소정의 조건을 만족시키는 것을 나타내는 정보를 출력하는 정보 출력 수단으로서 기능시키는, 수분 혼입 검출 프로그램.

[9] 오일로의 수분 혼입을 검출하는 수분 혼입 검출 장치에 있어서 실행되는 수분 혼입 검출 방법이며, 오일의 환경 데이터 및/또는 오일의 주위 환경에 관한 데이터와 오일 중의 수분량에 관한 데이터의 상관 관계에 기초하여, 실측된 오일의 환경 데이터 및/또는 오일의 주위 환경에 관한 데이터로부터 오일 중의 수분량에 관한 예측 데이터를 산출하고, 오일 중의 수분량에 관한 실측 데이터를 취득하고, 취득한 실측 데이터와 산출한 예측 데이터를 비교하여, 실측 데이터와 예측 데이터의 관계가 소정의 조건을 만족시키는지 여부를 판정하고, 실측 데이터와 예측 데이터의 관계가 소정의 조건을 만족시킨다고 판정된 경우에, 소정의 조건을 만족시키는 것을 나타내는 정보를 출력하는, 수분 혼입 검출 방법.

[10] 선박의 내연 기관 또는 외연 기관에 있어서 이용되는 윤활유로의 수분 혼입을 검출하기 위한 수분 혼입 검출 장치와, 윤활유 중의 수분량에 관한 실측 데이터를 측정할 수 있는 수분량 측정 장치를 갖는 수분 혼입 검출 시스템이며, 수분 혼입 검출 장치가, 윤활유의 환경 데이터 및/또는 윤활유의 주위 환경에 관한 데이터와 윤활유 중의 수분량에 관한 데이터의 상관 관계에 기초하여, 실측된 윤활유의 환경 데이터 및/또는 윤활유의 주위 환경에 관한 데이터로부터 윤활유 중의 수분량에 관한 예측 데이터를 산출하는 예측 데이터 산출 수단과, 수분량 측정 장치에 의하여 측정된, 윤활유 중의 수분량에 관한 실측 데이터를 취득하는 실측 데이터 취득 수단과, 취득한 실측 데이터와 산출한 예측 데이터를 비교하여, 실측 데이터와 예측 데이터의 관계가 소정의 조건을 만족시키는지 여부를 판정하는 조건 판정 수단과, 실측 데이터와 예측 데이터의 관계가 소정의 조건을 만족시킨다고 판정된 경우에, 소정의 조건을 만족시키는 것을 나타내는 정보를 출력하는 정보 출력 수단을 구비하는, 수분 혼입 검출 시스템.

본 발명에 따르면, 오일 중의 수분량이 그 환경 조건 하에 있어서 정말로 정상인지 여부를 판단하는 것이 가능하다.

도 1은 본 발명의 실시 형태에 관한 수분 혼입 검출 시스템의 구성을 도시하는 블록도의 일례이다.
도 2는 본 발명의 실시 형태에 관한, 오일 중의 수분량의 실측 데이터 및 오일의 주위 환경에 관한 측정 데이터를 나타내는 그래프의 일례이다.
도 3은 본 발명의 실시 형태에 관한 수분 혼입 검출 처리의 흐름도의 일례이다.
도 4는 본 발명의 실시 형태에 관한, 각 습도에 있어서의 수분 활성값과 온도의 관계를 나타내는 그래프의 일례이다.
도 5는 본 발명의 실시 형태에 관한 알람 범위의 일례를 나타내는 그래프이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태에 대하여 설명한다. 이하의 실시 형태에 있어서의 효과에 관한 기재는 본 발명의 효과의 일 측면이며, 여기에 기재하는 것에 한정되지는 않는다. 또한 이하에서 설명하는 흐름도를 구성하는 각 처리의 순서는, 처리 내용에 모순이나 부정합이 생기지 않는 범위에서 순서 부동이다.

또한 본 명세서에 있어서 「오일」이란, 예를 들어 윤활유나 냉각유, 작동유 등의 기계유를 말한다. 또한 본 명세서에 있어서 「오일 중의 수분량」이란, 예를 들어 소정의 척도를 이용하여 나타나는, 오일 중에 용해되어 있는 수분의 양을 말한다.

먼저, 본 발명의 실시 형태에 관한 수분 혼입 검출 시스템의 구성에 대하여 설명을 한다. 도 1은, 본 발명의 실시 형태에 관한 수분 혼입 검출 시스템의 구성을 도시하는 블록도의 일례이다. 도시한 바와 같이 수분 혼입 검출 시스템(5)은 수분 혼입 검출 장치(1)와 통신 네트워크(2)와 환경 데이터 측정 장치(3)와 수분량 측정 장치(4)로 구성된다.

환경 데이터 측정 장치(3)는, 오일의 환경 데이터 및/또는 오일의 주위 환경에 관한 데이터(이하, 「환경 데이터 등」이라고도 함)를 측정하는 장치이며, 환경 데이터 측정 수단(31)을 적어도 구비하고 있다. 환경 데이터 측정 장치(3)로서는, 측정 대상에 따라, 종래 공지된 장치를 적절히 채용할 수 있다. 또한 환경 데이터 측정 장치(3)는, 측정 대상의 수에 따라 복수 있어도 된다.

측정 대상으로 되는 오일의 환경 데이터나, 오일의 주위 환경에 관한 데이터로서는, 예를 들어 오일 중의 수분량과 상관 관계가 있어서 오일 중의 수분량의 예측 데이터를 산출할 수 있는 것이면 특별히 제한되지는 않는다. 오일의 환경 데이터의 구체예로서는 유온이나 유압 등을 들 수 있다. 또한 오일의 주위 환경에 관한 데이터의 구체예로서는, 오일의 주위의 소정 위치에서의 온도, 습도, 또는 기압 등을 들 수 있다. 측정 대상은 1종이어도 되고, 2종 이상을 조합해도 된다. 측정이 간단하고 예측 데이터의 정밀도를 높일 수 있다는 관점에서는, 오일의 주위의 소정 위치에서의 온도 및 습도를 측정 대상으로 하는 것이 바람직하다.

또한 「오일의 주위의 소정 위치」란, 오일 중의 수분량과 상관 관계가 있는 환경 데이터 등을 측정할 수 있는 위치이면 특별히 제한되지는 않으며, 예를 들어 오일이 이용되는 기계의 내부, 해당 기계의 근방, 또는 해당 기계가 설치된 밀폐 공간 또는 반밀폐 공간에 있어서의 어느 위치 등, 해당 기계의 종류나 설치 양태 등에 따라 적절히 정하면 된다. 바람직한 구체예로서는, 기관실 내, 엔진 룸 내 등에 있어서의 어느 위치를 들 수 있다. 또한 「밀폐 공간」이란, 예를 들어 공기의 유입 및 유출이 일어나기 어려운 상태를 유지할 수 있는 영역을 말한다. 또한 「반밀폐 공간」이란, 예를 들어 공기의 유입 및 유출이 부분적으로밖에 일어나지 않는 상태를 유지할 수 있는 영역을 말한다.

수분량 측정 장치(4)는, 오일 중의 수분량에 관한 실측 데이터를 측정하는 장치이며, 수분량 측정 수단(41)을 적어도 구비하고 있다. 수분량 측정 장치(4)로서는, 이용하는 척도에 따라, 종래 공지된 장치를 적절히 채용할 수 있다. 수분량을 계측할 때 이용하는 척도로서는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어 절대 수분량(예를 들어 ppm)이어도, 수분 활성값 등의 상대 수분량이어도 된다. 오일의 종류나 사용 기간, 사용 시의 온도 등과 무관하게 프리 워터 발생의 위험성을 직접적이면서 간단하게 평가할 수 있다는 관점에서는, 수분 활성값을 이용하는 것이 바람직하다.

환경 데이터 측정 장치(3) 및 수분량 측정 장치(4)는 통신 네트워크(2)를 통해 수분 혼입 검출 장치(1)와 접속되어 있다. 환경 데이터 측정 장치(3) 및 수분량 측정 장치(4)는 수분 혼입 검출 장치(1)와 상시 접속되어 있지 않아도 되며, 필요에 따라 접속이 가능하면 된다. 또한 접속은 무선 접속이어도, 유선 접속이어도 된다.

환경 데이터 측정 장치(3)가 측정한 환경 데이터 등, 및 오일 중의 수분량에 관한 실측 데이터는 통신 네트워크(2)를 통해 수분 혼입 검출 장치(1)에 송신된다.

또한 수분 혼입 검출 시스템(5)은 통신 네트워크(2)를 구비하고 있지 않아도 된다. 이와 같이 구성하는 경우, 환경 데이터 측정 장치(3) 및 수분량 측정 장치(4)가 측정한 데이터는, 예를 들어 사용자가 직접적으로 수분 혼입 검출 장치(1)에 입력하면 된다.

수분 혼입 검출 장치(1)는 환경 데이터 취득 수단(11), 예측 데이터 산출 수단(12), 실측 데이터 취득 수단(13), 조건 판정 수단(14), 정보 출력 수단(15) 및 허용 범위 특정 수단(16)을 구비하고 있다.

또한 도시하지는 않지만 수분 혼입 검출 장치(1)는, 제어부(중앙 처리 장치: Central Processing Unit), ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory) 및 기억부를 적어도 구비하는 컴퓨터 장치이다. 수분 혼입 검출 장치(1)의 ROM 또는 기억부에는, 본 발명의 실시 형태에 관한 수분 혼입 검출 시스템에 있어서의, 수분 혼입 검출 장치(1)에 의한 각 처리를 실행하기 위한 프로그램이 저장되어 있다. 수분 혼입 검출 장치(1)에 의한 각 처리란, 이하에서 상세히 설명하는 각 수단에 의하여 실현되는 처리나, 도 3의 흐름도를 이용하여 후술하는 처리이다.

환경 데이터 취득 수단(11)은, 환경 데이터 측정 장치(3)에 의하여 측정된 환경 데이터 등을 취득하는 기능을 갖는다. 환경 데이터 취득 수단(11)은, 예를 들어 통신 네트워크(2)를 통해 환경 데이터 등을 환경 데이터 측정 장치(3)로부터 수신한다. 수신한 환경 데이터 등은 기억부에 기억되는 것이 바람직하다.

예측 데이터 산출 수단(12)은, 오일의 환경 데이터 및/또는 오일의 주위 환경에 관한 데이터와 오일 중의 수분량에 관한 데이터의 상관 관계(이하, 단순히 「상관 관계」라고도 함)에 기초하여, 환경 데이터 측정 장치(3)에 의하여 측정된 환경 데이터 등으로부터 오일 중의 수분량에 관한 예측 데이터를 산출하는 기능을 갖는다.

상관 관계는, 예를 들어 오일 중에 있어서의 예기치 못한 수분량의 증가 등이 없을 것으로 추정되거나, 또는 오일 중의 수분량이, 그 환경 조건 하에 있어서 통상 상정되는 값으로 있을 것으로 추정되는 정상 상태에 있어서, 소정의 기간에 걸쳐 오일 중의 수분량 및 환경 데이터 등을 실제로 측정하여 얻어진 각 데이터를 소정의 통계적 수법에 의하여 처리함으로써 얻을 수 있다. 즉, 상관 관계란, 오일 중의 수분량을 목적 변수로 하고 환경 데이터 등을 설명 변수로 하는 함수라고 할 수 있다.

통계적 수법으로서는 특별히 한정되지 않지만, 간이하면서 예측 데이터의 정밀도가 높다는 관점에서는, 예를 들어 오일 중의 수분량을 목적 변수로 하고 1종의 환경 데이터 등을 설명 변수로 한 단순 회귀 분석이 바람직하고, 2종 이상의 환경 데이터 등을 설명 변수로 한 다중 회귀 분석이 더 바람직하다. 또한 상기 소정의 기간으로서는 특별히 제한되지 않으며, 오일이 이용되는 기계의 종류 등에 따라 적절히 정하면 되지만, 예측 데이터의 정밀도를 높인다는 관점에서는, 예를 들어 2주간, 1개월간, 2개월간, 또는 4개월 이상의 기간 등, 어느 정도는 긴 기간인 것이 바람직하다.

상관 관계 및 과거에 측정된 데이터는, 예를 들어 수분 혼입 검출 장치(1)의 ROM 또는 기억부 등에 기억되어 있는 것이 바람직하다. 예측 데이터 산출 수단(12)은, 예를 들어 상관 관계로서 기억되어 있는 함수에, 환경 데이터 취득 수단(11)이 취득한 환경 데이터 등의 값을 대입하여, 오일 중의 수분량에 관한 예측 데이터를 산출한다.

또한 상관 관계는, 예측 데이터 산출 수단(12)이 취득한 환경 데이터 등, 및 후술하는 실측 데이터 취득 수단(13)이 취득한 오일 중의 수분량에 관한 실측 데이터에 기초하여 순차 갱신되도록 구성해도 된다. 즉, 과거에 측정된 환경 데이터 등 및 수분량에 관한 실측 데이터에, 새로이 취득된 환경 데이터 등 및 수분량에 관한 실측 데이터를 소정의 타이밍에 추가하고, 추가분을 포함하는 데이터를 새로이 통계 처리함으로써 상관 관계를 갱신하도록 구성해도 된다. 이와 같은 구성에 의하여 예측 데이터의 정밀도를 더 높이는 것이 가능해진다.

예측 데이터의 정밀도를 높인다는 관점에서는, 예를 들어 상관 관계를 산출하기 위하여 이용한 환경 데이터 등이 측정된 위치와, 환경 데이터 취득 수단(11)이 취득한 환경 데이터 등이 측정된 위치는, 대략 동일한 위치인 것이 바람직하다. 또한 상관 관계는, 오일이 이용되는 기계의 종류나 사용 환경, 오일의 종류나 사용 연수, 및 환경 데이터 등의 측정 위치 등에 따라 달라진다. 예를 들어 선박의 내연 기관에 이용하는 윤활유를 예로 들면, 상관 관계는 선박마다 달라진다.

실측 데이터 취득 수단(13)은, 수분량 측정 장치(4)에 의하여 측정된 오일 중의 수분량에 관한 실측 데이터를 취득하는 기능을 갖는다. 실측 데이터 취득 수단(13)은, 예를 들어 통신 네트워크(2)를 통해 오일 중의 수분량에 관한 실측 데이터를 수분량 측정 장치(4)로부터 수신한다. 수신한 수분량에 관한 실측 데이터는 기억부에 기억되는 것이 바람직하다.

조건 판정 수단(14)은, 실측 데이터 취득 수단(13)에 의하여 취득한 실측 데이터와, 예측 데이터 산출 수단(12)에 의하여 산출된 예측 데이터를 비교하여, 실측 데이터와 예측 데이터의 관계가 소정의 조건을 만족시키는지 여부를 판정하는 기능을 갖는다. 소정의 조건이란, 예를 들어 오일 중의 수분량이 그 환경 조건 하에 있어서 정상인지 여부를 판정하기 위한 조건이며, 예측 데이터와 실측 데이터가 이상 괴리되어 있다고 할 수 있는 조건이다. 소정의 조건으로서는, 예를 들어 예측 데이터와 실측 데이터의 차가 소정의 허용 범위 이상인 것, 또는 예측 데이터와 실측 데이터의 차의 단위 시간당 변화량이 소정의 허용 범위 이상인 것으로 하는 것이 바람직하다. 또한 소정의 허용 범위는, 예를 들어 사용자가 미리 설정해도 되고, 후술하는 허용 범위 특정 수단(16)에 의하여 특정되는 값을 이용해도 된다.

정보 출력 수단(15)은, 실측 데이터와 예측 데이터의 관계가 소정의 조건을 만족시킨다고 조건 판정 수단(14)이 판정한 경우에, 해당 소정의 조건을 만족시키는 것을 나타내는 정보를 출력하는 기능을 갖는다. 정보 출력 수단(15)은, 예를 들어 소정의 조건을 만족시키는 것을 소정의 표시 장치에 표시하거나 소정의 음성 출력 장치에 의하여 음성 출력하거나 하기 위한 정보를 출력하는 것이 바람직하다. 즉, 정보 출력 수단(15)은, 오일 중의 수분량이 그 환경 조건 하에 있어서 이상이라고 판정된 경우에 시각적 또는 청각적인 경보(이하, 「알람」이라고도 함)를 출력하는 것임이 바람직하다.

허용 범위 특정 수단(16)은, 실측 데이터와 예측 데이터의 관계가 소정의 조건을 만족시키는지 여부를 판정할 때 이용하는 허용 범위를 특정하는 기능을 갖는다. 허용 범위 특정 수단(16)은, 예를 들어 예측 데이터와 실측 데이터의 차의 이력, 또는 예측 데이터와 실측 데이터의 차의 단위 시간당 변화량의 이력에 기초하여 허용 범위를 특정하는 것이 바람직하다. 허용 범위 특정 수단(16)을 구비함으로써, 예를 들어 오일 중에 있어서의 예기치 못한, 또는 이상 수분량의 증가 등의 이상을 더 정밀도 높게 검출하는 것이 가능해진다. 또한 허용 범위란, 예를 들어 예측 데이터와 실측 데이터의 차가 이상 괴리되어 있지 않은, 즉, 실측 데이터가 정상의 범위에 있다고 할 수 있는 범위이다. 허용 범위 특정 수단(16)은, 예를 들어 예측 데이터와 실측 데이터의 차로서 허용할 수 있는 상한을 특정하는 것이어도 된다.

다음으로, 본 발명의 실시 형태에 관한 수분 혼입 검출 처리에 대하여 설명을 한다. 이하에서는 수분 혼입 검출 처리의 일례로서, 선박의 내연 기관(이하, 「주 기기」라고도 함)에 이용되는 윤활유 중의 예기치 못한, 또는 이상 수분량의 증가 등의 수분 혼입을 검출하는 경우를 예로 들어 설명을 한다. 또한 오일의 용도나 오일이 이용되는 기계로서는 상기 예에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 냉각유나 작동유 등의 기계유, 또한 그 기계유가 이용되는 외연 기관이나 그 외의 공장 기계 등, 널리 적용할 수 있다.

또한 이하의 예에서는, 오일 중의 수분량은, 시판 중인 수분 활성값 계측 센서를 이용하여 측정한 수분 활성값(단위: aw)이다. 또한 환경 데이터 등으로서, 내연 기관이 설치된 기관실 내에서 측정된 온도 및 습도를 이용하고 있다.

이미 기술한 바와 같이 본 발명은, 오일 중의 수분량과 오일의 환경 데이터 등에는 상관 관계가 있다는 본 발명자들의 지견에 기초한 것이다. 도 2는, 본 발명의 실시 형태에 관한, 오일 중의 수분량의 실측 데이터 및 오일의 주위 환경에 관한 측정 데이터를 나타내는 그래프의 일례이며, 본 발명자들의 상기 지견을 뒷받침하는 것이다. 도 2는, 구체적으로는, 2017년 7월 9일 0시 0분부터 2017년 7월 24일 0시 0분까지의 기간에 있어서, 주 기기 부하, 기관실 내의 온도 및 습도(상대 습도), 그리고 윤활유 중의 수분 활성값을 1시간마다 측정하여 얻어진 값을 플롯한 것이다. 또한 도 2에 있어서, 「ME Load」는 주 기기 부하, 「ER Temp」는 기관실 내의 온도, 「ER Humid」는 기관실 내의 습도, 「WIO」는 윤활유 중의 수분 활성값을 나타낸다.

도 2로부터, 윤활유 중의 수분 활성값과 기관실 내의 온도 및 습도에 상관 관계가 있음을 알 수 있다. 이하의 예에서는, 도 2에 나타낸 바와 같은 사전에 측정된 데이터를 이용하여, 윤활유 중의 수분 활성값을 목적 변수로 하고 기관실 내의 온도 및 습도를 각각 설명 변수로 한 다중 회귀 분석을 하여 상관 관계를 구하고, 얻어진 상관 관계(예를 들어 다중 회귀식)를 수분 혼입 검출 장치(1)의 기억부에 기억하고 있다.

또한 도 2의 예에서는, 주 기기의 가동 개시 직후와 가동 정지 후 등, 주 기기 부하가 크게 상승 또는 저하되는 구간에서는, 그 외의 구간보다도 윤활유 중의 수분 활성값과 기관실 내의 온도 및 습도의 상관 관계가 약해지고 있다. 따라서 예측 데이터의 정밀도를 향상시킨다는 관점에서는, 통계 처리를 행하여 상관 관계를 나타내는 함수를 산출할 때 이와 같은 구간의 데이터는 이용하지 않는 것이 바람직하다.

도 3은, 본 발명의 실시 형태에 관한 수분 혼입 검출 처리의 흐름도의 일례이다. 환경 데이터 측정 장치(3)는 기관실 내의 온도 및 습도를 측정한다(스텝 A1). 다음으로, 환경 데이터 측정 장치(3)는, 측정한 온도 및 습도에 관한 데이터를 수분 혼입 검출 장치(1)에 송신한다(스텝 A2). 스텝 A2에서 송신되는 데이터에는, 그것들 데이터가 측정된 시각에 관한 정보가 포함되는 것이 바람직하다. 환경 데이터 측정 장치(3)는 스텝 A1 내지 스텝 A2의 처리를 연속적 또는 소정의 간격마다 반복하여 행한다.

수분량 측정 장치(4)는 윤활유 중의 수분 활성값을 측정한다(스텝 B1). 다음으로, 수분량 측정 장치(4)는, 측정한 수분 활성값에 관한 데이터를 수분 혼입 검출 장치(1)에 송신한다(스텝 B2). 스텝 B2에서 송신되는 데이터에는, 데이터가 측정된 시각에 관한 정보가 포함되는 것이 바람직하다. 수분량 측정 장치(4)는 스텝 B1 내지 스텝 B2의 처리를 연속적 또는 소정의 간격마다 반복하여 행한다.

수분 혼입 검출 장치(1)는 스텝 A2에서 송신된 온도 및 습도에 관한 데이터를 수신하고, 또한 스텝 B2에서 송신된 수분 활성값에 관한 데이터를 수신한다(스텝 S1). 수신한 각 데이터는, 측정된 시각에 관한 데이터와 관련지어져 기억부에 기억되는 것이 바람직하다.

다음으로, 수분 혼입 검출 장치(1)는, 기억부에 기억된 상관 관계와, 스텝 S1에서 수신한 온도 및 습도에 관한 데이터에 기초하여, 윤활유 중의 수분 활성값의 예측값을 산출한다(스텝 S2). 스텝 S2에서는, 예를 들어 상관 관계로서 산출된 다중 회귀식(2변수 1차 함수)에 온도 및 습도를 각각 대입함으로써 예측값을 산출한다. 또한 상관 관계는, 스텝 S1에 있어서 새로이 측정된 각 데이터를 수신한 것을 계기로 하여, 수신한 새로운 각 데이터를 이용하여 갱신되어도 된다.

또한 스텝 S2에서는, 도 4에 나타난 바와 같은 식을 이용하여 예측값을 산출해도 된다. 도 4는, 본 발명의 실시 형태에 관한, 각 습도에 있어서의 수분 활성값과 온도의 관계를 나타내는 그래프의 일례이다. 도 4의 예에서는, 기관실 내의 습도가 100%인 경우, 실선으로 나타나는 가장 위의 직선의 식에, 측정된 온도를 대입함으로써, 수분 활성값의 예측값을 산출할 수 있다. 습도가 다른 경우에도 마찬가지로, 각 습도에 대응하는 직선의 식에 온도의 값을 대입함으로써 예측값을 산출할 수 있다.

다음으로, 수분 혼입 검출 장치(1)는, 스텝 S1에서 수신한 수분 활성값에 관한 데이터, 즉, 수분 활성값의 실측값과, 스텝 S2에서 산출된 예측값의 관계가, 소정의 조건을 만족시키는지 여부를 판정한다(스텝 S3). 비교되는 실측값 및 예측값은 각각, 대략 동일한 시각에 측정된 데이터에 기초하는 값인 것이 바람직하다. 또한 스텝 S3에 대해서는 나중의 단락에서 더 상세히 설명한다.

스텝 S3에 있어서, 소정의 조건을 만족시킨다고 판정된 경우(스텝 S3에 있어서 예), 즉, 수분 혼입이 검출된 경우에는 수분 혼입 검출 장치(1)는, 소정의 조건을 만족시키는 것을 나타내는 정보를 출력하고(스텝 S4), 처리를 종료한다. 스텝 S4에서는, 예를 들어 소정의 표시 장치에 있어서 수분 혼입이 검출되었다는 취지의 메시지를 표시하거나, 소정의 음성 출력 장치로부터 수분 혼입이 검출된 것을 나타내기 위한 음성을 발하거나, 이들을 아울러 행하거나 함으로써, 시각적 및/또는 청각적인 경보가 출력된다.

또한 스텝 S3에 있어서, 소정의 조건을 만족시키지 않는다고 판정된 경우(스텝 S3에 있어서 아니오), 처리를 종료한다. 또한 수분 혼입 검출 장치(1)는 환경 데이터 측정 장치(3)로부터 온도 및 습도에 관한 데이터를 수신하고, 수분량 측정 장치(4)로부터 수분 활성값에 관한 데이터를 수신할 때마다 상기 스텝 S1 내지 스텝 S4의 처리를 반복한다.

이하, 스텝 S3의 처리에 대하여 상세히 설명한다. 스텝 S3에서는, 예를 들어 예측값과 실측값의 차가, 미리 설정되어 있는 소정의 허용 범위 이상인 것이 소정의 조건으로 된다. 허용 범위는, 예를 들어 상관 관계를 나타내는 함수를 산출할 때 이용한 데이터나, 해당 데이터의 잔차 분석 등에 기초하여, 적절히 설정할 수 있다. 예를 들어 허용 범위가 0.15aw로 설정되어 있고 예측값이 0.25aw인 경우, 실측값이 0.40aw 이상이면 소정의 조건을 만족시킨다고 판정되어, 수분 혼입이 검출된 것을 나타내는 알람이 출력된다.

도 5는, 본 발명의 실시 형태에 관한 알람 범위의 일례를 나타내는 그래프이다. 도 5에 나타나는 직선 L은, 이해를 용이하게 하기 위하여, 수분 활성값을 목적 변수로 하고 기관실 내의 온도를 설명 변수로 한 단순 회귀식으로 하고 있다.

도 5의 예에서는, 역치 T1(수분 활성값 0.5aw) 이상의 영역을 「High Alarm」 영역으로 하고, 역치 T2(수분 활성값 0.9aw) 이상의 영역을 「High-High Alarm」 영역으로 하고 있다. 이들 영역은, 프리 워터 발생의 위험성이 높은 영역이기 때문에 종래부터 알람이 발해지고 있던 범위이며, 실측값이 이들 영역에 포함되는 경우에는 예측값에 관계 없이, 프리 워터 발생의 위험성이 높은 것을 나타내는 알람이 출력된다. 또한 역치 T1 및 T2의 값은 적절히 변경해도 된다.

「High Alarm」 영역 및 「High-High Alarm」 영역을 제외한 영역이며, 단순 회귀식을 나타내는 직선 L로부터 상방으로 소정의 허용 범위 P 이상 떨어진 영역이, 종래의 알람 범위에 「추가되는 알람 범위」이다.

종래와 같이 알람 범위가 「High Alarm」 영역 및 「High-High Alarm」 영역뿐인 경우, 즉, 일률적으로 정해진 역치 이상의 범위뿐인 경우, 윤활유 중에서 수분 혼입이 일어나고 있었다고 하더라도, 일률적으로 정해진 역치를 초과하지 않는 한 알람이 발해지지 않기 때문에 수분 혼입을 조기 발견할 수 없다. 또한, 가령 「High Alarm」 영역을 나타내기 위한 역치를 더 낮은 값으로 설정해 버리면, 윤활유의 온도의 변동으로 포화 수분량이 바뀌거나, 또는 그 환경 조건 하에 있어서 통상 상정되는 수분량의 증가가 있거나 함으로써, 정상이라고 생각되는 범위에서 수분 활성값이 증가하는 경우에도 알람이 발해지게 되어 버린다.

그래서 도 5의 예에서는, 예측값과 실측값의 차가 소정의 허용 범위 P 이상으로 되는 영역을 「추가되는 알람 범위」로 하여, 종래에는 없던 새로운 알람 범위를 추가함으로써 수분 혼입의 조기 발견을 가능하게 하고, 또한 정상 상태에도 불구하고 알람이 발해지는 것을 방지하고 있다. 「추가되는 알람 범위」는, 예측값으로부터 소정의 허용 범위 P 이상 괴리된 범위, 즉, 정상 상태에 있어서 마땅한 값으로부터 크게 괴리된 범위이기 때문에, 실측값이 해당 범위에 있는 경우에는, 윤활유가 정상 상태에 있지 않아서 수분 혼입이 일어나고 있다고 판단할 수 있다.

또한 소정의 허용 범위 P는, 예측값과 실측값의 차의 이력, 또는 예측값과 실측값의 차의 단위 시간당 변화량의 이력에 기초하여 갱신되도록 구성해도 된다. 이와 같은 구성에 의하여 수분 혼입의 검출 정밀도를 더 향상시킬 수 있다.

또한 도 5의 예에서는, 실측값이 예측값으로부터 소정의 허용 범위 P 이상 큰 경우에 알람이 발해지도록 하고 있지만, 또한 실측값이 상기 소정의 허용 범위 P 이상 작은 경우에도 알람을 발하도록 해도 된다. 실측값이 상기 소정의 허용 범위 P 이상 작은 경우에는, 수분 혼입이 발생하였을 가능성은 낮지만 그 외의 어떠한 결함이 생기고 있을 가능성이 있다. 또한 실측값이 예측값으로부터 상방으로 괴리되는 경우의 허용 범위와, 실측값이 예측값으로부터 하방으로 괴리되는 경우의 허용 범위는, 다른 것이어도 된다.

또한 스텝 S3에서는, 예측 데이터와 실측 데이터의 차의 단위 시간당 변화량이 소정의 허용 범위 이상에 있는 것을 소정의 조건으로 해도 되고, 그 외의 조건을 설정해도 된다. 본 발명은, 오일 중의 수분량에 관하여, 정상 상태에서 있어야 할 값과 실제로 측정된 값을 비교함으로써, 오일 중의 수분량이 그 환경 조건 하에 있어서 정말로 정상인지 여부를 판단하는 것이다. 따라서 소정의 조건은, 정상 상태에 있지 않다고 판단할 수 있는 조건이면 특별히 제한되지는 않는다. 또한 소정의 조건은 복수 설정할 수 있으며, 예를 들어 어느 한 조건을 만족시키는 경우에 알람이 발해지는 것이 바람직하다.

1: 수분 혼입 검출 장치
2: 통신 네트워크
3: 환경 데이터 측정 장치
4: 수분량 측정 장치
5: 수분 혼입 검출 시스템

Claims

오일로의 수분 혼입을 검출하기 위한 수분 혼입 검출 장치이며,
오일의 환경 데이터 및/또는 오일의 주위 환경에 관한 데이터와 오일 중의 수분량에 관한 데이터의 상관 관계에 기초하여, 실측된 오일의 환경 데이터 및/또는 오일의 주위 환경에 관한 데이터로부터 오일 중의 수분량에 관한 예측 데이터를 산출하는 예측 데이터 산출 수단과,
오일 중의 수분량에 관한 실측 데이터를 취득하는 실측 데이터 취득 수단과,
취득한 실측 데이터와 산출한 예측 데이터를 비교하여, 실측 데이터와 예측 데이터의 관계가 소정의 조건을 만족시키는지 여부를 판정하는 조건 판정 수단과,
실측 데이터와 예측 데이터의 관계가 소정의 조건을 만족시킨다고 판정된 경우에, 소정의 조건을 만족시키는 것을 나타내는 정보를 출력하는 정보 출력 수단을
구비하는, 수분 혼입 검출 장치.
제1항에 있어서,
오일의 주위 환경에 관한 데이터가, 오일의 주위의 소정 위치에서의 온도, 습도 및 기압으로 이루어지는 군 중 적어도 하나의 데이터인, 수분 혼입 검출 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
오일 중의 수분량에 관한 데이터가 오일의 수분 활성값인, 수분 혼입 검출 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
오일의 환경 데이터 및/또는 오일의 주위 환경에 관한 데이터와 오일 중의 수분량에 관한 데이터의 상관 관계가, 실측한 오일의 환경 데이터 및/또는 오일의 주위 환경에 관한 데이터, 그리고 실측한 오일 중의 수분량에 관한 데이터에 기초하여 다중 회귀 분석에 의하여 구해지는 것인, 수분 혼입 검출 장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 소정의 조건이, 예측 데이터와 실측 데이터의 차가 소정의 허용 범위 이상인 것, 또는 예측 데이터와 실측 데이터의 차의 단위 시간당 변화량이 소정의 허용 범위 이상인 것인, 수분 혼입 검출 장치.
제5항에 있어서,
오일 중의 수분량에 관한 예측 데이터와 실측 데이터의 차의 이력, 또는 예측 데이터와 실측 데이터의 차의 단위 시간당 변화량의 이력에 기초하여 상기 허용 범위를 특정하는 허용 범위 특정 수단을
구비하는, 수분 혼입 검출 장치.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 소정의 조건을 만족시키는 것을 나타내는 정보가 경보인, 수분 혼입 검출 장치.
컴퓨터 장치에 오일로의 수분 혼입의 검출을 실행하게 하기 위한 수분 혼입 검출 프로그램이며,
컴퓨터 장치를,
오일의 환경 데이터 및/또는 오일의 주위 환경에 관한 데이터와 오일 중의 수분량에 관한 데이터의 상관 관계에 기초하여, 실측된 오일의 환경 데이터 및/또는 오일의 주위 환경에 관한 데이터로부터 오일 중의 수분량에 관한 예측 데이터를 산출하는 예측 데이터 산출 수단,
오일 중의 수분량에 관한 실측 데이터를 취득하는 실측 데이터 취득 수단,
취득한 실측 데이터와 산출한 예측 데이터를 비교하여, 실측 데이터와 예측 데이터의 관계가 소정의 조건을 만족시키는지 여부를 판정하는 조건 판정 수단,
실측 데이터와 예측 데이터의 관계가 소정의 조건을 만족시킨다고 판정된 경우에, 소정의 조건을 만족시키는 것을 나타내는 정보를 출력하는 정보 출력 수단으로서
기능시키는, 수분 혼입 검출 프로그램.
오일로의 수분 혼입을 검출하는 수분 혼입 검출 장치에 있어서 실행되는 수분 혼입 검출 방법이며,
오일의 환경 데이터 및/또는 오일의 주위 환경에 관한 데이터와 오일 중의 수분량에 관한 데이터의 상관 관계에 기초하여, 실측된 오일의 환경 데이터 및/또는 오일의 주위 환경에 관한 데이터로부터 오일 중의 수분량에 관한 예측 데이터를 산출하고,
오일 중의 수분량에 관한 실측 데이터를 취득하고,
취득한 실측 데이터와 산출한 예측 데이터를 비교하여, 실측 데이터와 예측 데이터의 관계가 소정의 조건을 만족시키는지 여부를 판정하고,
실측 데이터와 예측 데이터의 관계가 소정의 조건을 만족시킨다고 판정된 경우에, 소정의 조건을 만족시키는 것을 나타내는 정보를 출력하는,
수분 혼입 검출 방법.
선박의 내연 기관 또는 외연 기관에 있어서 이용되는 윤활유로의 수분 혼입을 검출하기 위한 수분 혼입 검출 장치와, 윤활유 중의 수분량에 관한 실측 데이터를 측정할 수 있는 수분량 측정 장치를 갖는 수분 혼입 검출 시스템이며,
수분 혼입 검출 장치가,
윤활유의 환경 데이터 및/또는 윤활유의 주위 환경에 관한 데이터와 윤활유 중의 수분량에 관한 데이터의 상관 관계에 기초하여, 실측된 윤활유의 환경 데이터 및/또는 윤활유의 주위 환경에 관한 데이터로부터 윤활유 중의 수분량에 관한 예측 데이터를 산출하는 예측 데이터 산출 수단과,
수분량 측정 장치에 의하여 측정된, 윤활유 중의 수분량에 관한 실측 데이터를 취득하는 실측 데이터 취득 수단과,
취득한 실측 데이터와 산출한 예측 데이터를 비교하여, 실측 데이터와 예측 데이터의 관계가 소정의 조건을 만족시키는지 여부를 판정하는 조건 판정 수단과,
실측 데이터와 예측 데이터의 관계가 소정의 조건을 만족시킨다고 판정된 경우에, 소정의 조건을 만족시키는 것을 나타내는 정보를 출력하는 정보 출력 수단을 구비하는,
수분 혼입 검출 시스템.