WO2010103824A1

WO2010103824A1 - 硬質粒子の濃度検出方法、粒子の濃度検出方法およびその装置

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Publication number: WO2010103824A1
Application number: PCT/JP2010/001697
Authority: WO
Inventors: 鵜飼英實; 藤井幹
Original assignee: 株式会社Ihi; 株式会社ディーゼルユナイテッド
Priority date: 2009-03-12
Filing date: 2010-03-10
Publication date: 2010-09-16
Also published as: US20120001619A1; EP2407768A4; US8659287B2; CN102422142B; HK1168900A1; CN102422142A; EP2407768A1; KR101196251B1; KR20110126667A

Abstract

硬質粒子を含み得る液中に磁性部材１２と対応部材１１とを浸漬し、磁性部材１２と対応部材１１との少なくとも一方を他方に押圧して動かし、液中の硬質粒子により磁性部材１２を摩耗して磁性粒子を発生させ、試料の液中に発生した磁性粒子の濃度を計測し、予め測定した磁性粒子の濃度と液中の硬質粒子の濃度との相関関係を示す検量線から磁性粒子の濃度を液中の硬質粒子の濃度に換算し、液中に含まれる硬質粒子の濃度を検出する。

Description

硬質粒子の濃度検出方法、粒子の濃度検出方法およびその装置

　本発明は、液中に含まれる硬質粒子の濃度検出方法、粒子の濃度検出方法およびその装置に関するものである。

　一般に、舶用ディーゼルエンジンの主な燃料であるＣ重油等の液中には、石油精製時の流動接触分解（ＦＣＣ）の残渣分としてアルミナ、シリカ、カーボン等の硬質の粒子が混入している。

　これらの粒子がエンジンのピストンリング・シリンダライナ等の駆動機関に過剰に流入した場合には、摺動状況の悪化、焼き付き、機械的摩耗等の悪影響を生じる可能性があるため、船舶管理会社では、補油毎に燃料をサンプリングして化学分析し、燃料中の粒子を定量的に把握し、規定値以上の粒子を含む燃料が船舶に補油された場合には、船舶の船員に対して粒子が規定値以上である旨を連絡し、注意を促していた。

　また従来、粒子を検出する際には、液中からサンプリングした燃料をフィルタ等で濾過し、残渣の顕微鏡による観察や定量分析等により粒子を検出している。

　尚、硬質粒子の濃度検出方法、粒子の濃度検出方法およびその装置の一般的技術水準を示すものとしては、例えば、特許文献１がある。

特開平１１－１５３５４１号公報

　しかしながら、従来の粒子の濃度検出方法およびその装置では、その結果を船舶の船員に報告するまでにある程度の日数を要するため、分析結果が明らかになる前に燃料を使用する必要がある場合には、駆動機関への悪影響を未然に防止することができないという問題があった。また粒子を含む夾雑物が貯留中に沈殿して粒子の濃度が上昇する場合や、燃料タンクから機関入口までの燃料の処理系統で遠心分離清浄機やフィルタ等の不具合が発生した場合には、多量の粒子が駆動機関に突発的に供給される可能性があり、燃料中の粒子を定量的に且つ連続的に把握することが求められていた。

　更にアルミナ、シリカ等の粒子は導電性や磁性に顕著な特徴を持たないため、電気的、磁気的に検知することが困難であると共に、粒子は化学的に安定な物質であるため、化学反応を利用して検出することが困難であるという問題があった。更にＣ重油等の液は、高粘度、不透明でアルミナ・シリカ粒子以外にも種々のスラッジ等の粒子を含むため、特許文献１の如く光学的検知でも十分に対応できないという問題があった。

　本発明は、斯かる実情に鑑み、液中の硬質粒子を定量的に且つ迅速に把握する硬質粒子の濃度検出方法を提供し、また液中の粒子を定量的に且つ連続的に把握する粒子の濃度検出方法およびその装置を提供しようとするものである。

　本発明の硬質粒子の濃度検出方法は、硬質粒子を含み得る液中に磁性部材と対応部材とを浸漬し、磁性部材と対応部材との少なくとも一方を他方に押圧して動かし、液中の硬質粒子により磁性部材を摩耗して磁性粒子を発生させ、試料の液中に発生した磁性粒子の濃度を計測し、予め測定した磁性粒子の濃度と液中の硬質粒子の濃度との相関関係を示す検量線から磁性粒子の濃度を液中の硬質粒子の濃度に換算し、液中に含まれる硬質粒子の濃度を検出するものである。

　また本発明の硬質粒子の濃度検出方法においては、磁性部材と対応部材との間に液中の硬質粒子を挟み込んで磁性部材と対応部材との少なくとも一方を他方に押圧して動かすことが好ましい。

　本発明の粒子の濃度検出方法は、粒子を含み得る液の流路に位置して磁性部材と対応部材とを配置する磁性粒子発生部と、該磁性粒子発生部と同じ流路に位置して液中の磁性粒子の濃度を計測する磁性粒子計測部とを備える粒子の濃度検出方法であって、
　粒子の濃度を計測する際には、液中で磁性部材と対応部材との少なくとも一方を他方に押圧して動かし、磁性部材を摩耗して磁性粒子を発生させ、次に液中に発生した磁性粒子の濃度を磁性粒子計測部で計測し、予め測定した磁性粒子の濃度と液中の粒子の濃度との相関関係を示す検量線から磁性粒子の濃度を液中の粒子の濃度に換算し、液中に含まれる粒子の濃度を検出するものである。

　また本発明の粒子の濃度検出方法においては、磁性粒子発生部で磁性粒子を発生させる前に、液中に予め含まれる磁性粒子の濃度を測定し、磁性粒子発生部で液中に発生した磁性粒子の濃度から、液中に予め含まれる磁性粒子の濃度を減算し、粒子の濃度に換算することが好ましい。

　本発明の粒子の濃度検出装置は、粒子を含み得る液の流路に磁性部材と対応部材とを配置し、液中で磁性部材と対応部材との少なくとも一方を他方に押圧して動かし、磁性部材を摩耗して磁性粒子を発生させる磁性粒子発生部と、
　該磁性粒子発生部と同じ流路に位置して液中の磁性粒子の濃度を計測する磁性粒子計測部と、
　予め測定した磁性粒子の濃度と液中の粒子の濃度との相関関係を示す検量線から、磁性粒子計測部による磁性粒子の濃度を液中の粒子の濃度に換算し、液中に含まれる粒子の濃度を検出する制御部とを備えるものである。

　また本発明の粒子の濃度検出装置においては、磁性粒子発生部の上流側に位置し且つ液中に予め含まれる磁性粒子の濃度を測定する前段の磁性粒子計測部を備えることが好ましい。

　また本発明の粒子の濃度検出装置において、磁性粒子計測部は、液の流路に接続される検出部本体と、流路の液を前記検出部本体に導入し得るように流路と検出部本体内とを接続する可動仕切部と、前記検出部本体の外部に位置する励磁用コイルと、前記検出部本体の外部に位置して励磁用コイルの交流電流により励磁電圧を発生する出力用コイルと、前記励磁用コイルと前記出力用コイルの位相差の変化を計測する信号処理部とを備えることが好ましい。

　また本発明の粒子の濃度検出装置において、磁性粒子計測部の検出部本体は、磁性粒子発生部へ向かう流入側の流路と、磁性粒子発生部から排出される排出側の流路とに対して連通可能に配置され、
　磁性粒子計測部の可動仕切部は、流入側の流路に対して配置される流入側ピストン体と、流出側の流路に対して配置される流出側ピストン体と、前記流入側ピストン体と流出側ピストン体との間に配置される中間ピストン体と、流入側ピストン体および流出側ピストン体並びに中間ピストン体を配して往復動するピストンロッドとを備え、
　前記ピストンロッドが一方向に移動した際には、流入側ピストン体および中間ピストン体により流入側の流路と検出部本体内とを接続する状態に切り替え、流入側の流路を流れる液を検出部本体へ導入すると共に、前記ピストンロッドが他方向に移動した際には、流出側ピストン体および中間ピストン体により流出側の流路と検出部本体内とを接続する状態に更に切り替え、流出側の流路を流れる液を検出部本体へ導入するように構成することが好ましい。

　また本発明の粒子の濃度検出装置においては、流入側の流路に、流入側の温度を調整する温度調整部と、液を一定の流量で送る流量調整部とを備えることが好ましい。

　本発明の硬質粒子の濃度検出方法によれば、液中の硬質粒子の存在により磁性部材を摩耗して磁性粒子を発生させ、液中に発生した磁性粒子の濃度を計測し、検量線から磁性粒子の濃度を液中の硬質粒子の濃度に換算し、液中に含まれる硬質粒子の濃度を検出するので、液中の硬質粒子を定量的に且つ迅速に把握することができる。また液が油の場合には、未検査の燃料を使用する状況や、多量の硬質粒子が駆動機関に突発的に供給される状況を防止し、駆動機関への悪影響を抑制することができる。更に磁性部材の摩耗により生じた磁性粒子を用いて間接的に硬質粒子の濃度を検出するので、液自体を物理的、化学的に処理して硬質粒子を直接検出する操作や処理を不要にし、好適に液中の硬質粒子を定量的に且つ迅速に把握することができるという優れた効果を奏し得る。

　本発明の粒子の濃度検出方法およびその装置によれば、磁性部材を摩耗して磁性粒子を発生させ、液中に発生した磁性粒子の濃度を計測し、検量線から磁性粒子の濃度を液中の粒子の濃度に換算し、液中に含まれる粒子の濃度を検出するので、液中の粒子を定量的に把握することができる。また同時に磁性粒子発生部と磁性粒子計測部とを同じ流路に備えるので、液中の粒子の濃度を連続的に把握することができる。更に液が油の場合には、未検査の燃料を使用する状況や、多量の粒子が駆動機関に突発的に供給される状況を防止し、駆動機関への悪影響を抑制することができる。更にまた磁性部材の摩耗により生じた磁性粒子を用いて間接的に粒子の濃度を検出するので、液自体を物理的、化学的に処理して粒子を直接検出する操作や処理を不要にし、好適に液中の粒子を定量的に且つ連続的に把握することができるという優れた効果を奏し得る。

本発明の硬質粒子の濃度検出方法の処理手順を示すフローである。本発明の硬質粒子の濃度検出方法であって磁性粒子発生部を示す全体概念図である。図２の磁性粒子発生部における磁性部材及び対応部材の部分を拡大して示す概念図である。図３のＩＶ－ＩＶ矢視図である。他の磁性粒子発生部における磁性部材及び対応部材の部分を示す概念図である。別の磁性粒子発生部における磁性部材及び対応部材の部分を示す概念図である。更に他の磁性粒子発生部における磁性部材及び対応部材の部分を示す概念図である。本発明の硬質粒子の濃度検出方法であって磁性粒子計測部の一例を示す全体概念図である。本発明の硬質粒子の濃度検出方法であって磁性粒子計測部の他例を示す全体概念図である。磁性粒子計測部における信号処理部の構成を示すブロック図である。磁性粒子の影響のない状態で出力信号から比較用の出力値までの処理を示す概念図である。磁性粒子の影響のある状態で出力信号から磁性粒子の濃度用の出力値までの処理を示す概念図である。磁性粒子発生部の駆動時間（研磨時間）と磁性粒子（磁性粉体Ｆｅ）の濃度との関係を示すグラフである。硬質粒子の濃度と磁性粒子（磁性粉体）の濃度との関係を示す検量線である。本発明の粒子の濃度検出装置の位置を示す概念図である。本発明の粒子の濃度検出装置の構成であってピストンを下方に移動した状態を示す全体概念図である。本発明の粒子の濃度検出装置の構成であってピストンを上方に移動した状態を示す全体概念図である。磁性粒子発生部の一例を示す概念図である。磁性粒子発生部の他の例を示す概念図である。磁性粒子発生部の別の例を示す概念図である。磁性粒子計測部における信号処理部の構成を示すブロック図である。本発明の粒子の濃度検出装置の構成の他例を示す全体概念図である。本発明の粒子の濃度検出方法であって流体の流れを示すフローである。磁性粒子計測部の可動仕切部を駆動した際における、時間と、磁性粒子の濃度に対する信号との関係を示すグラフである。

　以下、本発明の硬質粒子の濃度検出方法の実施例を図１～図１２を参照して説明する。

　本発明の硬質粒子の濃度検出方法の実施例は、液中に磁性粒子（磁性粉体）を発生させる磁性粒子発生部（磁性粉体発生部）１と、液中の磁性粒子の濃度を計測する磁性粒子計測部２（図６～図８参照）と、磁性粒子の濃度を処理する制御部３（図６、図７参照）とを備えており、当該実施例では液を油とした場合で説明する。

　磁性粒子発生部１は、回転軸４を下方に有するモータ等の駆動部５と、回転軸４を囲むように駆動部５に配置されるホルダ部６と、回転軸４に接続してホルダ部６から下部外方へ延在するロッド部７と、ホルダ部６に支持されてロッド部７の外周に装備されるスリーブ８と、スリーブ８を下方側へ付勢するバネ等の弾性部材９と、ナット等の固定部材１０によりスリーブ８の下部に配置される摩耗板の対応部材１１及び板状の磁性部材１２とを備えている。

　駆動部５及びホルダ部６は、ロッド部７、スリーブ８等を下方に露出するように台座（図示せず）に固定されている。またホルダ部６には、燃料等の油Ｓを入れた試験管等の容器部１３を取り付け得るように、容器部１３を挿入し得る下方凸部１４が構成されている。更に下方凸部１４の外周には溝を設けてＯリング１５が配置されている。

　ロッド部７は、ホルダ部６に容器部１３を配置した場合にスリーブ８、弾性部材９、対応部材１１、磁性部材１２と共に容器部１３内へ収納し得る長さを有し、駆動部５によって回転するように構成されている。またロッド部７の下方位置には、ロッド部７の外周の両側を平面に切り欠いたような両側面７ａ（図４参照）を形成している。

　スリーブ８は、弾性部材９の下部を支持する上側受部１６を形成していると共に、対応部材１１に当接する下側受部１７を形成している。また弾性部材９は、ホルダ部６の下方凸部１４に支持され、スリーブ８を介して対応部材１１を下方に付勢し、対応部材１１を磁性部材１２に押圧するようにしている。ここで対応部材１１と磁性部材１２の押圧は、バネ等の弾性部材９を変更して調整することが好ましい。

　対応部材１１は、ロッド部７を挿通する孔（図示せず）を備え、ロッド部７の回転に追従することなく配置されており、磁性部材１２は、ロッド部７を挿通する孔１８（図４参照）を備え、当該孔１８にロッド部７の下方の両側面７ａに当接し得る両側直線部１８ａを形成して、ロッド部７の回転に追従するようにしている。また磁性部材１２は、磁性を有する鉄系材料等の素材で構成され、対応部材１１は、磁性部材１２よりも硬く摩耗しづらい炭素鋼等の素材で構成されている。また対応部材１１と磁性部材１２のいずれか一方（図２、図３では磁性部材１２）には、他方の部材に面する溝１２ａが構成されており、対応部材１１と磁性部材１２の間に硬質粒子が存在して磁性部材１２が回転する場合には、硬質粒子により磁性部材１２が削り取られてアブレシブ摩耗を生じるようになっている。ここで磁性部材１２の素材は、摩耗により所定粒径の磁性粒子（磁性粉体）を構成するならば鉄に限定されるものでなく、他の素材でも良い。また対応部材１１の素材は、磁性部材１２から磁性粒子を発生させるならば他の素材でも良いし、磁性部材１２と同じ素材にしても良い。更に磁性部材１２と対応部材１１は、配置を逆にしても良い。

　ここで磁性粒子発生部１は磁性部材１２及び対応部材１１等の構成を変更した他の例でも良い。具体的に他の例としては、図５ａに示す如く、駆動部（図示せず）により回転する軸部１９と、軸部１９の中央に位置するローラ部２０と、固定部材（図示せず）に固定されてローラ部２０に当接する板部２１と、ローラ部２０を板部２１に押圧するように軸部１９を付勢するバネ等の弾性部材２２とを備え、磁性部材をローラ部２０及び板部２１のいずれか一方にし、対応部材をローラ部２０及び板部２１のいずれか他方にする構成を備えている。

　また別の例としては、図５ｂに示す如く、駆動部（図示せず）により回転する軸部２３と、軸部２３の先端に位置する回転板２４と、固定部材（図示せず）に固定されて回転板２４の下面に当接する板部２５と、回転板２４を板部２５に押圧するバネ等の弾性部材２６とを備え、磁性部材を回転板２４及び板部２５のいずれか一方にし、対応部材を回転板２４及び板部２５のいずれか他方にする構成を備えている。

　更に他の例としては、図５ｃに示す如く、駆動部２７により回転する偏芯ピン２８と、偏芯ピン２８の動きを往復移動に変換する連結部材２９と、連結部材２９に接続される往復板３０と、固定部材（図示せず）に固定されて往復板３０の下面に当接する板部３１と、往復板３０を板部３１に押圧するバネ等の弾性部材３２とを備え、磁性部材を往復板３０及び板部３１のいずれか一方にし、対応部材を往復板３０及び板部３１のいずれか他方にする構成を備えている。

　一方、磁性粒子計測部２は、ｐｐｍ単位の磁性粒子の濃度を計測できるならば構成は特に制限されるものではないが一例を説明する。図６～図１０に示す如く一例の磁性粒子計測部２は、磁性粒子を含み得る油Ｓの流路Ｌに、流体導出入部３３及び検出部３４を備え、検出部３４には信号処理部３５を接続し、更に信号処理部３５には、信号処理部３５の信号を磁性粒子の濃度に変換する濃度計測部３６を接続している。

　流体導出入部３３は、流路Ｌに開口３７を形成する筒状の検出部本体３８と、検出部本体３８の内部を摺動して油Ｓを導出入するピストン３９と、ピストン３９を進退動させる駆動部の回転体４０（図８参照）と、検出部本体３８の外周部に配置される検出部３４のコイル４１を備えている。ここで流路Ｌは、配管やチューブ等でも良いし、油Ｓが流れるものならばどのようなものでも良い。

　検出部３４のコイル４１は、互いに逆方向に巻かれて直列に接続された二個の励磁用コイル４１ａ，４１ａと、二個の励磁用コイル４１ａ，４１ａの間に近接配置される検出用コイル（出力用コイル）４１ｂとを備え、励磁用コイル４１ａに交流電圧を印加した際には、検出用コイル４１ｂに交流電圧（励磁電圧）の出力信号を生じさせるようになっている。また二個の励磁用コイル４１ａ，４１ａと、検出用コイル４１ｂは、相互インダクタンスが略均等になるようにコイル４１の巻き数、コイル４１間の距離を調整して、相互インダクタンスが略同じとなるように調整している。更に励磁用コイル４１ａと検出用コイル４１ｂの個数は特に限定されるものではない。

　ここで検出部３４のコイル４１は、図７に示す如く、一個の励磁用コイル４１ｃと、一個の励磁用コイル４１ｃに近接して配置される検出用コイル（出力用コイル）４１ｄとを備えても良く、この場合も同様に、励磁用コイル４１ｃに交流電圧を印加した際には、検出用コイル４１ｄに交流電圧（励磁電圧）の出力信号を生じるようになっており、磁性粒子の非検出時には、検出用コイル４１ｄの交流電圧（励磁電圧）の出力信号が小さくなるように調整されている。

　信号処理部３５は、図８に示す如く検出用コイル４１ｂの出力信号から磁性粒子の検出信号又は補正用検出信号を取得するよう、検出用コイル４１ｂに接続されて微弱な波形信号を増幅する増幅回路４２と、増幅回路４２に接続されて波形信号のノイズを所定範囲で削除するバンドパスフィルタ４３と、励磁用コイル４１ａに接続されて励磁用の正弦波を得る正弦波発振回路４４と、正弦波発振回路４４に接続されて正弦波の位相をずらす位相回路４５と、位相回路４５に接続されて正弦波を矩形波にするエッジトリガー回路４６とを備えている。

　ここで位相回路４５は、設定の際や調整の際に、磁性粒子非検出時の状態で位相を１０°～１７０°、好ましくは４５°～１３５°、更に好ましくは９０°前後ずらすことが好ましい。また位相回路４５は、バンドパスフィルタ４３と信号処理装置４７との間に位置し、リファレンス信号の代わりに、磁性粒子の検出信号及び補正用検出信号をずらすようにしても良い。

　また信号処理部３５は、バンドパスフィルタ４３とエッジトリガー回路４６とに夫々接続される信号処理装置４７と、信号処理装置４７に接続されて出力信号を直流電圧信号に変換するローパスフィルタ４８と、ローパスフィルタ４８に接続されて直流電圧信号を増幅する増幅器４９と、増幅器４９に接続され且つ検出流体の導出入による直流電圧信号の変動量のみを透過させる交流信号透過回路５０と、交流信号透過回路５０に接続される増幅器５１とを備えている。ここで信号処理装置４７は、ロックインアンプが好ましいが、位相差の変化を計測できる構成ならばどのようなものでも良い。

　更に図６、図７に示す濃度計測部３６は、信号処理部３５の増幅器５１に接続されて信号を磁性粒子の濃度に変換するようにしている。

　一方、磁性粒子の濃度を処理する制御部３は、磁性粒子計測部２の濃度計測部３６に接続されており、磁性粒子計測部２で計測された磁性粒子の濃度を、予め求められた検量線（図１２参照）と対比して油Ｓ中の硬質粒子の濃度に換算し、油Ｓ中に含まれる硬質粒子の濃度を検出して表示するように構成されている。ここで制御部３の処理は、人手により処理しても良く、特に制限されるものではない。

　以下本発明の硬質粒子の濃度検出方法の実施例の作用を説明する。

　硬質粒子を含み得る燃料等の油Ｓを検査する際には、最初に図１に示す如く燃料系統の機関入口等より検査分で少量の油Ｓ（試料）をサンプリングする（ステップＳ１）。ここで検査対象となる燃料等の油Ｓは、Ｃ重油等の重油に限定されるものではなく、硬質粒子を含み得るものならばガソリン、灯油、軽油等の他の油Ｓでも良い。また油Ｓの用途は、船舶等の駆動機関への供給に限定されるものではなく、タービンプラント等の種々の駆動機関や機器へ供給するものでも良い。また油の代わりに水や水溶液を用いても良く、硬質粒子を含み得るものならば特に制限されるものではない。更に水や水溶液を検査する場合には、水循環式コンプレッサ等の循環水中に混入した粒子状不純物の検出に用いても良いし、水圧機器の作動水の水質検査に用いても良いし、水処理設備における処理水の水質管理に用いても良い。更に硬質粒子は、油Ｓや水等の液中に含まれる非導電性及び非磁性の粒子であって磁性部材１２を摩耗し得るものであり、アルミナ、シリカ、カーボン等に限定されるものではない。

　次にサンプリングした少量の油Ｓ（試料）を磁性粒子計測部２にセットし、油Ｓ中に予め含まれる磁性粒子の濃度（Ｘ）を計測する（ステップＳ２）。ここで磁性粒子計測部２の処理は以下の処理で説明するが、他の装置を用いて磁性粒子の濃度（Ｘ）を計測しても良い。また油Ｓを磁性粒子計測部２にセットする際には、人手を介することなく、油Ｓのサンプリングから磁性粒子計測部２へのセットまで給油流路等の給油装置を介して連続的に行うようにしても良い。

　続いて油Ｓ中に予め含まれる磁性粒子の濃度（Ｘ）を計測した後、油Ｓ（試料）を容器部１３に入れ、磁性粒子発生部１に容器部１３をセットして準備する（ステップＳ３）。具体体には、ロッド部７等ごと磁性部材１２と対応部材１１とが油Ｓ中に浸漬するように、油Ｓを入れた容器部１３の口部をホルダ部６の下方凸部１４に差し込んで固定する。また図５に示す磁性粒子発生部１の他の構成の場合には、同様に磁性部材と対応部材とが油Ｓ中に浸漬するようにする。ここで磁性粒子計測部２から磁性粒子発生部１への移行は、手動で行っても良いし、流路や開閉弁等の移送装置を介して自動で行っても良い。

　続いて磁性粒子発生部１を一定時間駆動して油Ｓ中に鉄粉等の磁性粒子を発生させる（ステップＳ４）。具体体には、駆動部５を駆動してロッド部７を回転し、磁性部材１２を対応部材１１に押圧しつつ回転させ、磁性部材１２と対応部材１１の間に入り込んだ硬質粒子により磁性部材１２を摩耗して磁性粒子を発生させる。また図５に示す磁性粒子発生部１の他の構成の場合にも、同様に磁性部材１２を摩耗して鉄粉等の磁性粒子を発生させる。ここで油Ｓの粘度は一定に保たれているため、磁性部材１２と対応部材１１の押し付け面圧を適切に保てば、ある一定の大きさ以上の硬質粒子のみによって磁性粒子（鉄粉）を発生させ、それ未満の径の硬質粒子では磁性部材１２と対応部材１１の間隙を通過するのみで磁性粒子（鉄粉）を発生させない。

　そして磁性粒子発生部１で油Ｓ中に磁性粒子を発生させた後、磁性粒子発生部１から磁性粒子計測部２にセットして次の処理へ移行する。ここで磁性粒子発生部１から磁性粒子計測部２への移行は、手動で行っても良いし、流路や開閉弁等の移送装置を介して自動で行っても良い。

　次に磁性粒子計測部２により磁性粒子の濃度（Ｙ）を計測する（ステップＳ５）。磁性粒子の濃度（Ｙ）を計測する際には、流体導出入部３３のピストン３９を連続的に往復動することにより、検出部本体３８内に油Ｓを導入した状態での計測処理と、検出部本体３８内から油Ｓを排出した状態での計測処理とを交互に連続的に繰り返し、交流信号透過回路５０等により、磁性体の濃度用の出力値と、比較用の出力値とから差分の信号を検出すると共に移動平均処理を行い、濃度計測部３６を介して磁性粒子の濃度の平均値を求める。

　ここで具体的に磁性粒子の濃度を測定する処理を説明すると、油Ｓを検出部本体３８内から排出した際には、検出部本体３８から検出用コイル４１ｂ、増幅回路４２及びバンドパスフィルタ４３を介して補正用検出信号を取得する（図９では（Ａ））と共に、励磁用コイル４１ａ、正弦波発振回路４４、位相回路４５及びエッジトリガー回路４６により所定の角度で位相をずらして励磁電圧と同一周波数で一定の位相差を生じる矩形波のリファレンス信号を準備する（図９では（Ｂ）、位相は９０°前後ずらす）。そして信号処理装置４７によりリファレンス信号をあわせてノイズ除去を行うと共に、補正用検出信号とリファレンス信号との位相差を検出し、ローパスフィルタ４８により比較用の出力値として平滑な直流電圧信号に変換し（図９では（Ｄ））、増幅器４９を介して交流信号透過回路５０に入力する。一方、油Ｓを検出部本体３８内に導入した際には、油Ｓから、検出用コイル４１ｂ、増幅回路４２及びバンドパスフィルタ４３を介して磁性体の検出信号を取得する（図１０では（Ａ'））と共に、励磁用コイル４１ａ、正弦波発振回路４４、位相回路４５及びエッジトリガー回路４６により、所定の角度で位相をずらして励磁電圧と同一周波数で一定の位相差を生じる矩形波のリファレンス信号を準備する（図１０では（Ｂ'）、位相は９０°前後ずらす）。そして信号処理装置４７によりリファレンス信号をあわせてノイズ除去を行うと共に、磁性体の検出信号とリファレンス信号との位相差を検出し、ローパスフィルタ４８により、磁性体の濃度用の出力値として平滑な直流電圧信号に変換し（図１０では（Ｄ'））、増幅器４９を介して交流信号透過回路５０に入力する。そして交流信号透過回路５０により、磁性粒子の濃度用の出力値を補正するよう、図１０に示す如く磁性粒子の濃度用の出力値と、比較用の出力値とから差分ΔＶを求め、濃度計測部３６により、予め求めた濃度との相関性（関数処理）によって差分を磁性粒子の濃度に変換する。なお、図９中（Ｃ）はリファレンス信号により、磁性粒子の検出信号を反転させた状態を示し、この面積を積分処理すると図９の（Ｄ）となることを概念的に示しており、また図１０中（Ｃ'）はリファレンス信号により、磁性粒子の検出信号を反転させた状態を示し、この面積を積分処理すると図１０の（Ｄ'）となることを概念的に示している。

　また本発明者が行った実験結果によれば、実施例でｐｐｍ単位の磁性粒子（鉄粉）を含む油Ｓを測定した場合には、油Ｓの投入と同時に出力（濃度）が上昇し、更に油Ｓの排出に伴って出力（濃度）が低下しており、磁性粒子に対する反応が明瞭且つ迅速で、磁性粒子の濃度を精度良く計測できることが明らかであった。

　磁性粒子計測部２で磁性粒子の濃度を計測した後には、磁性粒子発生部１で処理した後の磁性粒子の濃度（Ｙ）から、油Ｓ中に予め含まれる磁性粒子の濃度（Ｘ）を減算し（磁性粒子の濃度（Ｙ）－磁性粒子の濃度（Ｘ））、磁性粒子発生部１で実際に発生した磁性粒子の濃度（Ｚ）を算出する（ステップＳ６）。

　ここで磁性粒子発生部１の駆動時間（研磨時間）と磁性粒子（磁性粉体Ｆｅ）の濃度との関係を試験したところ、図１１に示す如く研磨時間の経過に伴って直線的に油Ｓ中の磁性粒子の濃度が増加した。また油Ｓ中に予め含まれる硬質粒子の濃度を変えたところ（図１１のグラフではαｐｐｍ、約１／２αｐｐｍ、含有せず、を示す）、硬質粒子の濃度と磁性粒子の発生濃度は、比例関係があることが判明した。これにより磁性粒子発生部１の駆動時間（研磨時間）を一定にする条件下で、硬質粒子の濃度と磁性粒子（磁性粉体）の濃度とをプロットした場合には図１２に示す如く磁性粒子の濃度と油Ｓ中の硬質粒子の濃度との相関関係を示す検量線が作成される。そして当該検量線を以下の処理で適用する。

　そして実際に発生した磁性粒子の濃度（Ｚ）を算出した後には、前記検量線から磁性粒子の濃度を油Ｓ中の硬質粒子の濃度に換算する（ステップＳ７、図１２ではＡからＢ）。ここで硬質粒子の濃度への換算は、制御部３に予め前記検量線を登録して処理しても良いし、人手を介して処理しても良い。

　そして硬質粒子の濃度を制御部３等の表示部に表示し（ステップＳ８）、油Ｓ中に硬質粒子を検出すると共に油Ｓ中の硬質粒子を定量的に且つ迅速に把握する。これにより船舶等の駆動機関に燃料等の油Ｓを供給する場合には、アルミナ・シリカ等の硬質粒子の濃度を現場で判定し、硬質粒子に起因する駆動機関への悪影響を未然に回避する。

　而して、このように本発明の硬質粒子の濃度検出方法の実施例によれば、油Ｓ中の硬質粒子の存在より磁性部材１２を摩耗して磁性粒子を発生させ、油Ｓ中に発生した磁性粒子の濃度を計測し、検量線から磁性粒子の濃度を油Ｓ中の硬質粒子の濃度に換算し、油Ｓ中に含まれる硬質粒子の濃度を検出するので、従来の測定方法の如く硬質粒子の濃度の検出までに日数を要することがなく、油Ｓ中の硬質粒子を定量的に且つ迅速に把握することができ、よって、未検査の燃料を使用する状況や、多量の硬質粒子が駆動機関に突発的に供給される状況を防止し、駆動機関への悪影響を抑制することができる。また磁性部材１２の摩耗により生じた鉄粉等の磁性粒子を用いて間接的に硬質粒子の濃度を検出するので、油Ｓ自体を物理的、化学的に処理して硬質粒子を直接検出するような操作や処理を不要にし、好適に油Ｓ中の硬質粒子を定量的に且つ迅速に把握することができる。

　本発明の硬質粒子の濃度検出方法の実施例において、磁性部材１２と対応部材１１との間に油Ｓ中の硬質粒子を挟み込んで磁性部材１２と対応部材１１との少なくとも一方を他方に押圧して動かすと、油Ｓ中の硬質粒子の存在より磁性部材１２を適切に摩耗して磁性粒子を発生させるので、油Ｓ中に含まれる硬質粒子の濃度を容易に検出し、油Ｓ中の硬質粒子を更に好適に把握することができる。

　また磁性部材１２と対応部材１１の少なくとも一方に、隙間にサンプル油の進入が容易になるよう溝１２ａ等の侵入通路を設けた場合には、磁性粒子（鉄粉）の生成および排出を促進して磁性粒子を好適に発生させるので、油Ｓ中に含まれる硬質粒子の濃度を容易に検出し、油Ｓ中の硬質粒子を更に好適に把握することができる。

　更に油のみならず水や水溶液においても適用し得るので、汎用性が高く、また水や水溶液から硬質粒子の濃度を容易に検出することができる。

　尚、本発明の硬質粒子の濃度検出方法は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

　以下、本発明の粒子の濃度検出方法およびその装置の実施例を図１３～図２０を参照して説明する。ここで実施例は流路を流れる液が燃料の油である場合を説明する。

　実施例の粒子の濃度検出装置１０１は、図１３に示す如く、燃料サービスタンクＡからバッファーコラムＢを介して原動機Ｃへ燃料の油が流入する流路Ｌ１に対し、影響を与えることなく粒子（硬質粒子）の濃度を計測し得るように、原動機Ｃの手前で分岐する流路Ｌ２に配置されている。また流路Ｌ２は、粒子の濃度検出装置１０１で測定した燃料を最終的にスラッジタンク（図示せず）へ排出するようになっている。ここで図１３の構成では、燃料サービスタンクＡからバッファーコラムＢまでの流路Ｌ１に、燃料供給ポンプＤ、バイパスフィルタＥ、ファインフィルタＦ等を配置しており、バッファーコラムＢから原動機Ｃまでの流路Ｌ１には、循環ポンプＧ、ヒータＨ、フィルタＩ、粘度調整器Ｊを配置している。またバッファーコラムＢから燃料サービスタンクＡには、燃料サービスタンクＡへの戻し流路Ｌ３を備えると共に、原動機ＣからバッファーコラムＢには、バッファーコラムＢへの戻し流路Ｌ４を備えている。

　また粒子の濃度検出装置１０１は、図１４、図１５に示す如く、流路Ｌ２を折り返した箇所に位置して油Ｓ中に磁性粒子を発生させる磁性粒子発生部１０２と、磁性粒子発生部１０２と同じ流路Ｌ２に位置して油Ｓ中の磁性粒子の濃度を計測する磁性粒子計測部１０３と、磁性粒子計測部１０３からの情報を処理する制御部１０４と、流入側の流路Ｌ２ａに位置して流入側の温度を調整する温度調整部１０５と、流入側の流路Ｌ２ａに位置して油Ｓを一定の流量で送るギアポンプ１５１の流量調整部１０６とを備えている。

　磁性粒子発生部１０２は、図１４～図１６ａに示す如く、流路Ｌ２の油Ｓが流出入するケース部１０７と、ケース部１０７の上方に位置するモータ等の駆動部１０８と、駆動部１０８の回転軸１０８ａに接続された接続軸１０９を介してケース部１０７内の上部に位置する円盤状の回転座１１０と、ケース部１０７の底面からスプリング等の弾性部材１１１を介して上方に付勢され且つケース部１０７内の下部に位置する台座１１２と、回転座１１０の下面に固定ピン等の固定部材１１３を介して配置される板状の磁性部材１１４と、台座１１２の上面に固定ピン等の固定部材１１５を介して配置され且つ磁性部材１１４の下面に面接触する板状の対応部材１１６とを備えている。またケース部１０７と接続軸１０９の間、ケース部１０７と台座１１２の間にはシールリング１１７を配置して油Ｓが外部へ漏れないようにしている。ここで磁性部材１１４は、磁性を有する鉄系材料等の素材で構成され、対応部材１１６は、磁性部材１１４よりも硬く摩耗しづらい炭素鋼等の素材で構成されている。また磁性部材１１４の素材は、摩耗により所定粒径の磁性粒子を構成するならば鉄に限定されるものでなく、他の素材でも良い。更に対応部材１１６の素材は、磁性部材１１４から磁性粒子を発生させるならば他の素材でも良いし、磁性部材１１４と同じ素材にしても良い。更にまた磁性部材１１４と対応部材１１６は、配置を逆にしても良い。

　また磁性粒子発生部１０２は図１６ｂに示す如く他の例があり、他の例は、流路Ｌ２の油Ｓが流出入するケース部１１８と、ケース部１１８の上方に位置するモータ等の駆動部１１９と、駆動部１１９の軸１１９ａに接続されてケース部１１８内で回転するロッド状の磁性部材１１４ａと、ケース部１１８の側面からスプリング等の弾性部材１２０を介して一方に付勢され且つロッド状の磁性部材１１４ａを外嵌する対応部材１１６ａとを備えている。またケース部１１８とロッド状の磁性部材１１４ａの間にはシールリング１２１を配置して油Ｓが外部へ漏れないようにしている。ここで磁性部材１１４ａは、磁性を有する鉄系材料等の素材で構成され、対応部材１１６ａは、磁性部材１１４ａよりも硬く摩耗しづらい炭素鋼等の素材で構成されている。また磁性部材１１４ａの素材は、摩耗により所定粒径の磁性粒子を構成するならば鉄に限定されるものでなく、他の素材でも良い。更に対応部材１１６ａの素材は、磁性部材１１４ａから磁性粒子を発生させるならば他の素材でも良いし、磁性部材１１４ａと同じ素材にしても良い。更に磁性部材１１４ａと対応部材１１６ａは、配置を逆にしても良い。

　更に磁性粒子発生部１０２は図１６ｃに示す如く別の例があり、別の例は、流路Ｌ２の油Ｓが流出入するケース部１２２と、ケース部１２２の上方に位置するモータ等の駆動部１２３と、駆動部１２３の軸１２３ａの回転を偏心ピン等により往復動に変換する変換部１２４と、変換部１２４に接続されてケース部１２２内で上下動にするロッド状の磁性部材１１４ｂと、ケース部１２２の側面からスプリング等の弾性部材１２５を介して一方に付勢され且つロッド状の磁性部材１１４ｂを外嵌する対応部材１１６ｂとを備えている。またケース部１２２とロッド状の磁性部材１１４ｂの間にはシールリング１２６を配置して油Ｓが外部へ漏れないようにしている。ここで磁性部材１１４ｂは、磁性を有する鉄系材料等の素材で構成され、対応部材１１６ｂは、磁性部材１１４ｂよりも硬く摩耗しづらい炭素鋼等の素材で構成されている。また磁性部材１１４ｂの素材は、摩耗により所定粒径の磁性粒子を構成するならば鉄に限定されるものでなく、他の素材でも良い。更に対応部材１１６ｂの素材は、磁性部材１１４ｂから磁性粒子を発生させるならば他の素材でも良いし、磁性部材１１４ｂと同じ素材にしても良い。更に磁性部材１１４ｂと対応部材１１６ｂは、配置を逆にしても良い。

　一方、磁性粒子計測部１０３は、図１４、図１５、図１７に示す如く、油Ｓの流路Ｌ２に接続される検出部本体１２７と、流路Ｌ２の油Ｓを検出部本体１２７に導入し得るように流路Ｌ２と検出部本体１２７内とを接続する可動仕切部１２８と、検出部本体１２７の外部に位置する二個の励磁用コイル１２９と、検出部本体１２７の外部に位置して励磁用コイル１２９に隣接する出力用コイル１３０と、励磁用コイル１２９および出力用コイル１３０に接続される信号処理部１３１ａと、信号処理部の信号を変換する濃度計測部１３１ｂを備えている。

　検出部本体１２７は、磁性粒子発生部１０２へ向かう流入側の流路Ｌ２ａと、磁性粒子発生部１０２から排出される流出側の流路Ｌ２ｂとに対して両者を接続するように連通可能に配置されており、検出部本体１２７の一端は、流入側の流路Ｌ２ａより外方へ延在し、検出部本体１２７の他端は、流出側の流路Ｌ２ｂより外方へ延在している。

　可動仕切部１２８は、流入側の流路Ｌ２ａに対して流路外方壁面の一部となって移動し得る流入側ピストン体１３２と、流出側の流路Ｌ２ｂに対して流路外方壁面の一部となって移動し得る流出側ピストン体１３３と、流入側ピストン体１３２と流出側ピストン体１３３との間に位置する中間ピストン体１３４と、流入側ピストン体１３２および流出側ピストン体１３３並びに中間ピストン体１３４を配置するピストンロッド１３５と、ピストンロッド１３５を往復動させるように回転体やクランク等からなる駆動部１３６とを備えている。ここで図１４に示すようにピストンロッド１３５を一方向（下方向）に移動した際には、流入側ピストン体１３２および中間ピストン体１３４により流入側の流路Ｌ２ａと検出部本体１２７内とを接続する状態に切り替え、流入側の流路Ｌ２ａと検出部本体１２７内に油Ｓが流通し得るようにしている。一方、図１５に示すようにピストンロッド１３５を他方向（上方向）に移動した際には、流出側ピストン体１３３および中間ピストン体１３４により流出側の流路Ｌ２ｂと検出部本体１２７内とを接続する状態に切り替え、流出側の流路Ｌ２ｂと検出部本体１２７内に油Ｓが流通し得るようにしている。更に流入側の流路Ｌ２ａ側で検出部本体１２７内へ導入された油Ｓは、ピストンロッド１３５を他方向（上方向）に移動した際に、流入側ピストン体１３２および中間ピストン体１３４により検出部本体１２７内から流入側の流路Ｌ２ａおよび一方の外部側へ押し出され、新たに流れてくる油Ｓによって下流側へ導出されるようになっており、流出側の流路Ｌ２ｂ側で検出部本体１２７内へ導入された油Ｓは、ピストンロッド１３５を一方向（下方向）に移動した際に、流出側ピストン体１３３および中間ピストン体１３４により検出部本体１２７内から流出側の流路Ｌ２ｂおよび他方の外部へ押し出され、新たに流れてくる油Ｓによって下流側へ導出されるようになっている。更にまたピストンロッド１３５を往復動させる際には、油Ｓが二個の励磁用コイル１２９と出力用コイル１３０との間を通るように、中間ピストン体１３４が、流入側の流路Ｌ２ａの流路内方壁面から流出側の流路Ｌ２ｂの流路内方壁面まで移動し、または流出側の流路Ｌ２ｂの流路内方壁面から流入側の流路Ｌ２ａの流路内方壁面まで移動している。

　励磁用コイル１２９は、互いに逆方向に巻かれて直列に接続される二個のコイルであって所定の間隔を介して配置されていると共に、出力用コイル１３０は、二個の励磁用コイル１２９の間に近接配置されている。励磁用コイル１２９に交流電圧を印加した際には、出力用コイル１３０に交流電圧（励磁電圧）の出力信号を生じさせるようになっている。また二個の励磁用コイル１２９と、出力用コイル１３０は、相互インダクタンスが略均等になるようにコイルの巻き数、コイル間の距離を調整して、相互インダクタンスが略同じとなるように調整している。更に励磁用コイル１２９と出力用コイル１３０の個数は特に限定されるものではなく、一個の励磁用コイル１２９と、一個の出力用コイル１３０とにしても良い。

　信号処理部１３１ａは、図１７に示す如く出力用コイル１３０の出力信号から磁性粒子の検出信号または補正用検出信号を取得するよう、出力用コイル１３０に接続されて微弱な波形信号を増幅する増幅回路１３７と、増幅回路１３７に接続されて波形信号のノイズを所定範囲で削除するバンドパスフィルタ１３８と、励磁用コイル１２９に接続されて励磁用の正弦波を得る正弦波発振回路１３９と、正弦波発振回路１３９に接続されて正弦波の位相をずらす位相回路１４０と、位相回路１４０に接続されて正弦波を矩形波にするエッジトリガー回路１４１とを備えている。

　ここで位相回路１４０は、設定の際や調整の際に、磁性粒子非検出時の状態で位相を１０°～１７０°、好ましくは４５°～１３５°、更に好ましくは９０°前後ずらすことが好ましい。また位相回路１４０は、バンドパスフィルタ１３８と信号処理装置１４２との間に位置し、リファレンス信号の代わりに、磁性粒子の検出信号および補正用検出信号をずらすようにしても良い。

　また信号処理部１３１ａは、バンドパスフィルタ１３８とエッジトリガー回路１４１とに夫々接続される信号処理装置１４２と、信号処理装置１４２に接続されて出力信号を直流電圧信号に変換するローパスフィルタ１４３と、ローパスフィルタ１４３に接続されて直流電圧信号を増幅する増幅器１４４と、増幅器１４４に接続され且つ油Ｓの導出入による直流電圧信号の変動量のみを透過させる交流信号透過回路１４５と、交流信号透過回路１４５に接続される増幅器１４６とを備えている。ここで信号処理装置１４２は、ロックインアンプが好ましいが、位相差の変化を計測できる構成ならばどのようなものでも良い。

　更に図１４、図１５に示す濃度計測部１３１ｂは、信号処理部１３１ａの増幅器１４６（図１７参照）に接続されており、計測値に基づいて磁性粒子の濃度（濃度信号）に変換するようになっている。

　ここで磁性粒子計測部１０３は、図１８に示す如く、流出側の流路Ｌ２ｂに後段の磁性粒子計測部１０３ｂとして配置されると共に、流入側の流路Ｌ２ａに前段の磁性粒子計測部１０３ａとして配置されても良い。この場合、後段の磁性粒子計測部１０３ｂは、流入側の流路Ｌ２のみに接続される検出部本体１２７ｂと、検出部本体１２７ｂへ流路Ｌ２から油Ｓを導出入するピストン１２８ｂとを備えると共に、他の構成を図１４に示す構成と同じにしている。更に前段の磁性粒子計測部１０３ａは、流入側の流路Ｌ２のみに接続される検出部本体１２７ａと、検出部本体１２７へ流路Ｌ２から油Ｓを導出入するピストン１２８ａとを備えると共に、励磁用コイル１２９および出力用コイル１３０からの信号を後段の磁性粒子計測部１０３ｂの信号処理部へ送るようになっている。なお図１８中、上方の記号αは下方の記号αへつながっていることを示す。

　一方、図１４、図１５に示す制御部１０４は、磁性粒子計測部１０３の濃度計測部１３１ｂに接続されており、磁性粒子計測部１０３で計測された磁性粒子の濃度（濃度信号）を、磁性粒子の濃度と油Ｓ中の粒子の濃度との相関関係を示す検量線（図１２参照）に対比して油Ｓ中の粒子の濃度に換算するように構成されている。また制御部１０４には、粒子の濃度を表示する表示部１４７が備えられていると共に、警告音や警告表示等を出す警告部１４８が備えられている。

　ここで磁性粒子発生部１０２の駆動時間（研磨時間）と磁性粒子（磁性粉体Ｆｅ）の濃度との関係を試験すると（図１１参照）、研磨時間の経過に伴って直線的に油Ｓ中の磁性粒子の濃度が増加することが明らかとなっており、また油Ｓ中に予め含まれる粒子の濃度を図１１に示す如くαｐｐｍ、約α／２ｐｐｍ、粒子含有せず（０ｐｐｍ）と変えて試験すると、粒子の濃度と磁性粒子の発生濃度とが同様に比例関係にあることが明らかとなっている。このため制御部１０４の検量線は、磁性粒子発生部１０２の駆動時間（研磨時間）を一定にする条件下で、粒子（硬質粒子）の濃度と磁性粒子（磁性粉体）の濃度とを対比して作成されている。

　また、温度調整部１０５は、流入側の流路Ｌ２ａの上流に位置する温度計１４９と、流入側の流路Ｌ２ａを冷却するように温度計１４９と磁性粒子計測部１０３の間に位置する冷却ファン１５０ａおよび空冷フィン１５０ｂとを備えている。更に流量調整部１０６は、温度調整部１０５と磁性粒子計測部１０３との間に位置するギアポンプ１５１で構成されている。更にまた、流入側の流路Ｌ２ａで磁性粒子計測部１０３と磁性粒子発生部１０２との間には、温度計１５２および圧力計１５３を配置している。

　以下本発明の粒子の濃度検出方法およびその装置の実施例の作用を説明する。

　粒子を含み得る燃料等の油（検体）Ｓを検査する際には、原動機Ｃの手前で分岐した流路Ｌ２から油Ｓを粒子の濃度検出装置１０１へ流入させる（図１９のステップＳ１１）。ここで検体となる燃料等の油Ｓは、Ｃ重油等の重油に限定されるものではなく、粒子を含み得るものならばガソリン、灯油、軽油等の他の油でも良い。また油Ｓの用途は、船舶等の原動機Ｃへの供給に限定されるものではなく、タービンプラント等の種々の駆動機関や機器へ供給するものでも良い。また油Ｓの代わりに水や水溶液を用いても良く、粒子を含み得るものならば特に制限されるものではない。更に水や水溶液を検査する場合には、水循環式コンプレッサ等の循環水中に混入した粒子状不純物の検出に用いても良いし、水圧機器の作動水の水質検査に用いても良いし、水処理設備における処理水の水質管理に用いても良い。更に粒子は、油Ｓや水等の液中に含まれる非導電性および非磁性の硬質粒子であって磁性部材１１４を摩耗し得るものであり、アルミナ、シリカ、カーボン等に限定されるものではない。

　粒子の濃度検出装置１０１では、最初に、温度調整部１０５の温度計１４９で油（検体）Ｓの温度を計測し、油Ｓの温度に基づき、必要に応じて冷却ファン１５０ａ等により流入側の温度を冷却し、油Ｓの温度調整をする（ステップＳ１２）。ここでバッファーコラムＢから原動機Ｃに流れる燃料の油Ｓの場合には、油Ｓの温度が百数十度になっているため、磁性粒子計測部１０３の計測や、磁性粒子計測部１０３および磁性粒子発生部１０２の耐久性に影響を与えないように、４０度～６０度に冷却することが好ましい。

　次に、ギアポンプ１５１の流量調整部１０６で、油（検体）Ｓを一定の流量で流すように制御すると共に減圧を行い（ステップＳ１３）、磁性粒子計測部１０３の計測、および磁性粒子発生部１０２の処理を安定的に行うようにする。

　続いて油（検体）Ｓが流入側（上流側）の流路Ｌ２で磁性粒子計測部１０３を通過する際に（ステップＳ１４）、ピストンロッド１３５を一方向（図１４の下方向）に移動して流入側ピストン体１３２および中間ピストン体１３４により流入側の流路Ｌ２ａと検出部本体１２７内とを接続する状態に切り替え、流入側の流路Ｌ２ａから磁性粒子発生部１０２へ流れる油Ｓを検出部本体１２７内に導入し、油Ｓ中に予め含まれる磁性粒子の濃度信号を計測する。

　次に油（検体）Ｓが磁性粒子発生部１０２を通過する際に（ステップＳ１５）、駆動部１０８を駆動し、接続軸１０９および回転座１１０等を介して磁性部材１１４を対応部材１１６に押圧しつつ回転させ、磁性部材１１４と対応部材１１６の間に入り込んだ粒子により磁性部材１１４をアブレシブ摩耗して油Ｓ中に磁性粒子を発生させる。また図１６ｂに示す磁性粒子発生部１０２の他の構成の場合や、図１６ｃに示す磁性粒子発生部１０２の別の構成の場合にも、同様に磁性部材１１４ａ，１１４ｂをアブレシブ摩耗して油Ｓ中に磁性粒子を発生させる。ここで油Ｓの粘度は一定に保たれているため、磁性部材１１４と対応部材１１６の押し付け面圧を適切に保てば、ある一定の大きさ以上の粒子（硬質粒子）のみによって磁性粒子（鉄粉）を発生させ、それ未満の径の粒子では磁性部材１１４と対応部材１１６の間隙を通過するのみで磁性粒子を発生させない。また磁性部材１１４ａ，１１４ｂと対応部材１１６ａ，１１６ｂの場合も同様にある一定の大きさ以上の粒子のみによって磁性粒子（鉄粉）を発生させ、それ未満の径の粒子では磁性粒子を発生させない。

　続いて油（検体）Ｓが流出側（下流側）の流路Ｌ２で磁性粒子計測部１０３を通過する際に（ステップＳ１６）、ピストンロッド１３５を他方向（図１５の上方向）に移動して流出側ピストン体１３３および中間ピストン体１３４により流出側の流路Ｌ２ｂと検出部本体１２７内とを接続する状態に切り替え、磁性粒子発生部１０２から流出側の流路Ｌ２ｂへ流れる油Ｓを検出部本体１２７内に導入し、流出側の磁性粒子の濃度信号を計測する。そして流出側の流路Ｌ２ｂの磁性粒子の濃度を検出した後には、磁性粒子計測部１０３の可動仕切部１２８の移動等を介して油Ｓを流出側の流路Ｌ２ｂへ戻し、流出側の流路Ｌ２ｂからオリフィス（図示せず）等を介してスラッジタンク（図１３参照）へ排出する（ステップＳ１７）。

　そして磁性粒子の濃度の計測は、可動仕切部１２８のピストンロッド１３５を連続的に往復動することにより、検出部本体１２７内に流入側の流路Ｌ２ａの油Ｓを導入した状態での計測と、検出部本体１２７に流出側の流路Ｌ２ｂの油Ｓを導入した状態での計測とを交互に測定し、図２０に示す如く流出側の磁性粒子の濃度（濃度信号）Ｐ２から、油Ｓ中に予め含まれる磁性粒子の濃度（濃度信号）Ｐ１を減算し、磁性粒子発生部１０２で発生した磁性粒子の濃度（濃度信号）ΔＳを算出する。なお図２０中、Ｐ１の位置は、磁性粒子計測部１０３の可動仕切部１２８が流入側の流路Ｌ２ａから油Ｓを導入した位置であり、Ｐ２の位置は、磁性粒子計測部１０３の可動仕切部１２８が流出側の流路Ｌ２ｂから油Ｓを導入した位置である。

　ここで、信号処理部１３１ａと濃度計測部１３１ｂにより磁性粒子の濃度を計測する処理を具体的に説明すると（図９、図１０参照）、信号処理部１３１ａでは、油Ｓを流入側の流路Ｌ２ａから検出部本体１２７内に導入した際に、検出部本体１２７から出力用コイル１３０、増幅回路１３７およびバンドパスフィルタ１３８を介して補正用検出信号を取得する（図９では（Ａ））と共に、励磁用コイル１２９、正弦波発振回路１３９、位相回路１４０およびエッジトリガー回路１４１により所定の角度で位相をずらして励磁電圧と同一周波数で一定の位相差を生じる矩形波のリファレンス信号を準備する（図９では（Ｂ）、位相は９０°前後ずらす）。そして信号処理装置１４２によりリファレンス信号をあわせてノイズ除去を行うと共に、補正用検出信号とリファレンス信号との位相差を検出し、ローパスフィルタ１４３により比較用の出力値（流路Ｌ２に予め含まれる磁性粒子の濃度）として平滑な直流電圧信号に変換し（図９では（Ｄ））、増幅器１４４を介して交流信号透過回路１４５に入力する。一方、油Ｓを流出側の流路Ｌ２ｂから検出部本体１２７内へ導入した際には、油Ｓから、出力用コイル１３０、増幅回路１３７およびバンドパスフィルタ１３８を介して磁性粒子の検出信号を取得する（図１０では（Ａ'））と共に、励磁用コイル１２９、正弦波発振回路１３９、位相回路１４０およびエッジトリガー回路１４１により、所定の角度で位相をずらして励磁電圧と同一周波数で一定の位相差を生じる矩形波のリファレンス信号を準備する（図１０では（Ｂ'）、位相は９０°前後ずらす）。そして信号処理装置１４２によりリファレンス信号をあわせてノイズ除去を行うと共に、磁性粒子の検出信号とリファレンス信号との位相差を検出し、ローパスフィルタ１４３により、磁性粒子の濃度用の出力値として平滑な直流電圧信号に変換し（図１０では（Ｄ'））、増幅器１４４を介して交流信号透過回路１４５に入力する。そして交流信号透過回路１４５により、流路Ｌ２に予め含まれる磁性粒子の濃度を減算するよう、図１０に示す如く磁性粒子の濃度用の出力値と、比較用の出力値とから差分ΔＶを求め、増幅器１４６を介して計測値を濃度計測部１３１ｂに送る。次いで濃度計測部１３１ｂでは、予め求めた濃度との相関性（関数処理）によって差分の計測値を磁性粒子の濃度（濃度信号）ΔＳに変換している。なお、図９中（Ｃ）はリファレンス信号により、磁性粒子の検出信号を反転させた状態を示し、この面積を積分処理すると図９の（Ｄ）となることを概念的に示しており、また図１０中（Ｃ'）はリファレンス信号により、磁性粒子の検出信号を反転させた状態を示し、この面積を積分処理すると図１０の（Ｄ'）となることを概念的に示している。

　磁性粒子の濃度ΔＳを算出した後には、制御部１０４によって検量線から磁性粒子の濃度を油Ｓ中の粒子の濃度に換算し、粒子の濃度を表示部１４７に表示する。また粒子の濃度が、所定の閾値を超えた場合には警告部１４８によって警告音や警告表示等を出力する。ここで粒子の濃度は、濃度計測部１３１ｂの処理を介することなく、交流信号透過回路１４５の差分ΔＶの段階から直接、粒子の濃度に変換しても良いし、他の手順で処理しても良い。また所定の閾値は、原動機Ｃへの粒子の流入可能な許容量等によって適宜設定することができる。

　これにより船舶等の原動機Ｃに燃料等の油Ｓを供給する場合には、アルミナ・シリカ等の粒子の濃度を現場で監視し、粒子に起因する駆動機関への悪影響を未然に回避する。

　ここで図１８に示す如く粒子の濃度検出装置１０１の他例の場合には、流入側の流路Ｌ２ａに位置する前段の磁性粒子計測部１０３ａと、流出側の流路Ｌ２ｂに位置する後段の磁性粒子計測部１０３ｂとで別々に磁性粒子の濃度（濃度信号）を計測し、流出側の磁性粒子の濃度（濃度信号）から、油Ｓ中に予め含まれる磁性粒子の濃度（濃度信号）を減算し、磁性粒子発生部１０２で発生した磁性粒子の濃度（濃度信号）を算出し、その後、制御部１０４によって検量線から磁性粒子の濃度を油Ｓ中の粒子の濃度に換算している。

　また、図１８に示す磁性粒子計測部１０３ｂで磁性粒子の濃度を計測する処理を説明すると、信号処理部１３１ａで、油Ｓを検出部本体１２７内から排出した場合と、油Ｓを検出部本体１２７内に導入した場合とを比較して交流信号透過回路１４５の差分ΔＶを求め、次に濃度計測部１３１ｂで差分ΔＶから磁性粒子の濃度を求めている。また磁性粒子計測部１０３ａの場合も磁性粒子計測部１０３ｂと同様に磁性粒子の濃度を求めている。

　而して、このように本発明の粒子の濃度検出方法およびその装置の実施例によれば、油Ｓ中の粒子の存在により磁性部材１１４を摩耗して磁性粒子を発生させ、油Ｓ中に発生した磁性粒子の濃度を計測し、検量線から磁性粒子の濃度を油Ｓ中の粒子の濃度に換算し、油Ｓ中に含まれる粒子の濃度を検出するので、従来の測定方法の如く粒子の濃度の検出までに日数を要することがなく、油Ｓ中の粒子を定量的に把握することができる。また同時に磁性粒子発生部１０２と磁性粒子計測部１０３とを同じ流路Ｌ２に備えるので、液中の粒子の濃度を連続的に把握することができる。

　また油Ｓ中の粒子を定量的に且つ連続的に把握することにより、未検査の燃料を使用する状況や、多量の粒子が駆動機関に突発的に供給される状況を防止し、駆動機関への悪影響を抑制することができる。更に磁性部材１１４の摩耗により生じた鉄粉等の磁性粒子を用いて間接的に粒子の濃度を検出するので、油Ｓ自体を物理的、化学的に処理して粒子を直接検出するような操作や処理を不要にし、好適に油Ｓ中の粒子を定量的に且つ連続的に把握することができる。

　本発明の粒子の濃度検出方法およびその装置の実施例において、磁性粒子発生部１０２で磁性粒子を発生させる前に、油Ｓ中に予め含まれる磁性粒子の濃度を測定し、磁性粒子発生部１０２で液中に発生した磁性粒子の濃度から、油Ｓ中に予め含まれる磁性粒子の濃度を減算し、粒子の濃度に換算すると、磁性粒子発生部１０２で油Ｓ中に発生した磁性粒子のみの濃度を計測するので、油Ｓ中の粒子を好適に把握することができる。

　磁性粒子計測部１０３の検出部本体１２７は、磁性粒子発生部１０２へ向かう流入側の流路Ｌ２ａと、磁性粒子発生部１０２から排出される流出側の流路Ｌ２ｂと対して連通可能に配置され、磁性粒子計測部１０３の可動仕切部１２８は、流入側の流路Ｌ２ａに対して配置される流入側ピストン体１３２と、流出側の流路Ｌ２ｂに対して配置される流出側ピストン体１３３と、流入側ピストン体１３２と流出側ピストン体１３３との間に配置される中間ピストン体１３４と、流入側ピストン体１３２および流出側ピストン体１３３並びに中間ピストン体１３４を配して往復動するピストンロッド１３５とを備え、ピストンロッド１３５が一方向に移動した際には、流入側ピストン体１３２および中間ピストン体１３４により流入側の流路Ｌ２ａと検出部本体１２７内とを接続する状態に切り替え、流入側の流路Ｌ２ａを流れる油Ｓを検出部本体１２７へ導入すると共に、ピストンロッド１３５が他方向に移動した際には、流出側ピストン体１３３および中間ピストン体１３４により流出側の流路Ｌ２ｂと検出部本体１２７内とを接続する状態に更に切り替え、流出側の流路Ｌ２ｂを流れる油Ｓを流出側の流路Ｌ２ｂから検出部本体１２７へ導入するように構成されるので、一つの磁性粒子計測部１０３で、液中に予め含まれる磁性粒子の濃度を容易に計測し、磁性粒子発生部１０２による磁性粒子の濃度を適切に計測して油Ｓ中の粒子を好適に把握することができる。

　尚、本発明の粒子の濃度検出方法およびその装置は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

１　　　　磁性粒子発生部
２　　　　磁性粒子計測部
１１　　　対応部材
１２　　　磁性部材
１０１　　濃度検出装置
１０２　　磁性粒子発生部
１０３　　磁性粒子計測部
１０３ａ　磁性粒子計測部
１０３ｂ　磁性粒子計測部
１０４　　制御部
１０５　　温度調整部
１０６　　流量調整部
１１４　　磁性部材
１１４ａ　磁性部材
１１４ｂ　磁性部材
１１６　　対応部材
１１６ａ　対応部材
１１６ｂ　対応部材
１２７　　検出部本体
１２７ａ　検出部本体
１２７ｂ　検出部本体
１２８　　可動仕切部
１２８ａ　可動仕切部
１２８ｂ　可動仕切部
１２９　　励磁用コイル
１３０　　出力用コイル
１３１ａ　信号処理部
１３２　　流入側ピストン体
１３３　　流出側ピストン体
１３４　　中間ピストン体
１３５　　ピストンロッド
Ｓ　　　　油（液）

Claims

　硬質粒子を含み得る液中に磁性部材と対応部材とを浸漬し、磁性部材と対応部材との少なくとも一方を他方に押圧して動かし、液中の硬質粒子により磁性部材を摩耗して磁性粒子を発生させ、試料の液中に発生した磁性粒子の濃度を計測し、予め測定した磁性粒子の濃度と液中の硬質粒子の濃度との相関関係を示す検量線から磁性粒子の濃度を液中の硬質粒子の濃度に換算し、液中に含まれる硬質粒子の濃度を検出することからなる硬質粒子の濃度検出方法。
　磁性部材と対応部材との間に液中の硬質粒子を挟み込んで磁性部材と対応部材との少なくとも一方を他方に押圧して動かすことからなる請求項１に記載の硬質粒子の濃度検出方法。
　粒子を含み得る液の流路に位置して磁性部材と対応部材とを配置する磁性粒子発生部と、該磁性粒子発生部と同じ流路に位置して液中の磁性粒子の濃度を計測する磁性粒子計測部とを備える粒子の濃度検出方法であって、
　粒子の濃度を計測する際には、液中で磁性部材と対応部材との少なくとも一方を他方に押圧して動かし、磁性部材を摩耗して磁性粒子を発生させ、次に液中に発生した磁性粒子の濃度を磁性粒子計測部で計測し、予め測定した磁性粒子の濃度と液中の粒子の濃度との相関関係を示す検量線から磁性粒子の濃度を液中の粒子の濃度に換算し、液中に含まれる粒子の濃度を検出することからなる粒子の濃度検出方法。
　磁性粒子発生部で磁性粒子を発生させる前に、液中に予め含まれる磁性粒子の濃度を測定し、磁性粒子発生部で液中に発生した磁性粒子の濃度から、液中に予め含まれる磁性粒子の濃度を減算し、粒子の濃度に換算することからなる請求項３に記載の粒子の濃度検出方法。
　粒子を含み得る液の流路に磁性部材と対応部材とを配置し、液中で磁性部材と対応部材との少なくとも一方を他方に押圧して動かし、磁性部材を摩耗して磁性粒子を発生させる磁性粒子発生部と、
　該磁性粒子発生部と同じ流路に位置して液中の磁性粒子の濃度を計測する磁性粒子計測部と、
　予め測定した磁性粒子の濃度と液中の粒子の濃度との相関関係を示す検量線から、磁性粒子計測部による磁性粒子の濃度を液中の粒子の濃度に換算し、液中に含まれる粒子の濃度を検出する制御部とを備えてなる粒子の濃度検出装置。
　磁性粒子発生部の上流側に位置し且つ液中に予め含まれる磁性粒子の濃度を測定する前段の磁性粒子計測部を備えてなる請求項５に記載の粒子の濃度検出装置。
　磁性粒子計測部は、液の流路に接続される検出部本体と、流路の液を前記検出部本体に導入し得るように流路と検出部本体内とを接続する可動仕切部と、前記検出部本体の外部に位置する励磁用コイルと、前記検出部本体の外部に位置して励磁用コイルの交流電流により励磁電圧を発生する出力用コイルと、前記励磁用コイルと前記出力用コイルの位相差の変化を計測する信号処理部とを備えてなる請求項５または６に記載の粒子の濃度検出装置。
　磁性粒子計測部の検出部本体は、磁性粒子発生部へ向かう流入側の流路と、磁性粒子発生部から排出される排出側の流路とに対して連通可能に配置され、
　磁性粒子計測部の可動仕切部は、流入側の流路に対して配置される流入側ピストン体と、流出側の流路に対して配置される流出側ピストン体と、前記流入側ピストン体と流出側ピストン体との間に配置される中間ピストン体と、流入側ピストン体および流出側ピストン体並びに中間ピストン体を配して往復動するピストンロッドとを備え、
　前記ピストンロッドが一方向に移動した際には、流入側ピストン体および中間ピストン体により流入側の流路と検出部本体内とを接続する状態に切り替え、流入側の流路を流れる液を検出部本体へ導入すると共に、前記ピストンロッドが他方向に移動した際には、流出側ピストン体および中間ピストン体により流出側の流路と検出部本体内とを接続する状態に更に切り替え、流出側の流路を流れる液を検出部本体へ導入するように構成してなる請求項７に記載の粒子の濃度検出装置。
　流入側の流路に、流入側の温度を調整する温度調整部と、液を一定の流量で送る流量調整部とを備えてなる請求項５に記載の粒子の濃度検出装置。