WO2017187770A1 - センサ - Google Patents

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WO2017187770A1
WO2017187770A1 PCT/JP2017/007846 JP2017007846W WO2017187770A1 WO 2017187770 A1 WO2017187770 A1 WO 2017187770A1 JP 2017007846 W JP2017007846 W JP 2017007846W WO 2017187770 A1 WO2017187770 A1 WO 2017187770A1
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WO
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time
state
dielectric constant
per unit
lubricating oil
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PCT/JP2017/007846
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French (fr)
Inventor
尚弘 吉田
幸則 亀田
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Ｋｙｂ株式会社
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    • G01N33/2888—Lubricating oil characteristics, e.g. deterioration
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    • G01N33/28—Oils, i.e. hydrocarbon liquids
    • G01N33/30—Oils, i.e. hydrocarbon liquids for lubricating properties

Definitions

  • the present invention relates to a sensor.
  • Patent Document 1 A technique for determining the state of a fluid has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
  • Patent Document 1 discloses an oil deterioration detection device that determines deterioration of oil that is circulated and supplied to a rotating part and a sliding part to prevent wear of these components and operate smoothly.
  • This oil deterioration detection device includes two electrode plates installed in parallel to each other in the oil flow path, and an electric voltage and an electric permittivity of the oil are applied by applying an AC voltage between the two electrode plates. And the deterioration of the oil is judged based on the conductivity and the dielectric constant.
  • the oil deterioration detection device disclosed in Patent Document 1 the oil deterioration is in a normal state, a state in which an abnormality has occurred due to an increase in the amount of soot mixed, and an abnormality has occurred due to an increase in the amount of water mixed in. And a state where an abnormality due to thermal degradation has occurred.
  • the present invention has been made in view of the above-described problems, and provides a sensor for determining the state of a fluid in more detail.
  • One or more embodiments of the present invention are sensors that determine the state of a fluid in a device, and a feature amount acquisition unit that obtains the dielectric constant and conductivity of the fluid; and the fluid is introduced into the device. State determination for determining the state of the fluid based on a time measuring unit that measures the time after the time, a dielectric constant and conductivity obtained by the feature amount obtaining unit, and a time measured by the time measuring unit And a section.
  • FIG. 1 is a block diagram of a sensor 1 according to an embodiment of the present invention.
  • the sensor 1 includes a feature amount acquisition unit 10, a time measurement unit 20, and a state determination unit 30, and determines the state of the lubricating oil in the device.
  • the feature amount acquisition unit 10 obtains the dielectric constant and conductivity of the lubricating oil.
  • the time measuring unit 20 measures the time after the lubricating oil is supplied to the device.
  • the state determination unit 30 determines the state of the lubricating oil based on the dielectric constant and conductivity obtained by the feature amount acquisition unit 10 and the time measured by the time measurement unit 20.
  • FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the feature amount acquisition unit 10.
  • the feature amount acquisition unit 10 includes a columnar base 11, a pair of electrodes 12 and 13 erected on the base 11, a power supply unit 14, and an acquisition unit 15.
  • the electrodes 12 and 13 are flat electrode plates and are arranged in parallel to each other.
  • the power supply unit 14 applies an AC voltage between the electrodes 12 and 13 installed in the lubricating oil.
  • the acquisition unit 15 obtains the dielectric constant and conductivity of the lubricating oil between the electrodes 12 and 13 in a state where an AC voltage is applied between the electrodes 12 and 13 by the power supply unit 14.
  • the state determination unit 30 determines the state of the lubricating oil from nine states from states ST1 to ST9. These nine states will be described below with reference to FIGS. 3 to 13, the horizontal axis indicates the time after the lubricating oil is introduced into the device. Further, the first vertical axis represents the dielectric constant of the lubricating oil in the device, and the second vertical axis represents the conductivity of the lubricating oil in the device.
  • FIG. 3 is a graph showing the time transition of the dielectric constant and conductivity of the lubricating oil when the lubricating oil charged into the device is normally deteriorated.
  • the amount of change in dielectric constant per unit time (dielectric slope) ⁇ and the amount of change in electrical conductivity per unit time (conductivity slope) ⁇ remain relatively small regardless of the passage of time. It is.
  • the state determination unit 30 determines that the lubricating oil has deteriorated normally, and determines that the state of the lubricating oil is the state ST1.
  • the case where the lubricating oil is normally deteriorated means that the lubricating oil exhibits a general deterioration transition, in other words, any abnormality described later with reference to FIGS. 4 to 13 is lubricated. It shall indicate the case where it does not occur in oil.
  • FIG. 4 shows the time transition of the dielectric constant and conductivity of the lubricating oil when foreign materials are mixed into the lubricating oil after the lubricating oil has been added to the device, or when abnormal wear due to device damage or the like occurs in the device. It is a graph.
  • the change amount ⁇ of the dielectric constant per unit time remains relatively small regardless of the passage of time.
  • the change amount ⁇ of conductivity per unit time remains relatively small regardless of the passage of time until the time Tx, assuming that the timing of occurrence of foreign matter or abnormal wear is the time Tx, but after the time Tx. Then, it becomes larger than time Tx.
  • the state determination unit 30 determines that foreign matter is mixed or abnormal wear has occurred after the lubricating oil is supplied to the device, and determines that the state of the lubricating oil is in the state ST2.
  • FIG. 5 shows the time course of the dielectric constant and conductivity of the lubricating oil when the lubricating oil undergoes rapid oxidative degradation due to exhaustion or heat of additives such as antioxidants after the lubricating oil is added to the equipment. It is a graph.
  • the change amount ⁇ of conductivity per unit time remains relatively small regardless of the passage of time.
  • the change amount ⁇ of the dielectric constant per unit time remains relatively small regardless of the passage of time until the time Tx when the time when the rapid oxidation deterioration starts is the time Tx.
  • the state determination unit 30 determines that rapid oxidation deterioration has occurred after the lubricating oil is supplied to the device, and determines that the state of the lubricating oil is in the state ST3.
  • FIG. 6 is a graph showing the time transition of the dielectric constant and conductivity of the lubricating oil in the case where coolant or water is mixed into the lubricating oil due to equipment failure or the like after the lubricating oil is supplied to the equipment.
  • the amount of change in dielectric constant ⁇ per unit time and the amount of change in electrical conductivity ⁇ per unit time are Tx, where Tx is the timing at which coolant or water is mixed in the lubricating oil.
  • Tx is the timing at which coolant or water is mixed in the lubricating oil.
  • the state determination unit 30 determines that coolant, water, or the like has entered the lubricating oil after the lubricating oil is supplied to the device, and determines that the state of the lubricating oil is in the state ST4.
  • the change amount ⁇ of dielectric constant per unit time and the change amount ⁇ of conductivity per unit time change at time Tx, that is, at the same timing.
  • the change amount ⁇ of the dielectric constant per unit time changes at the time Tx
  • the change amount ⁇ of the conductivity per unit time changes at the subsequent time Ty, as shown in FIG.
  • the change amount ⁇ of conductivity per unit time may change at time Tx
  • the change amount ⁇ of dielectric constant per unit time may change at subsequent time Tz.
  • the state determination unit 30 determines that coolant, water, or the like has entered the lubricating oil after the lubricating oil is supplied to the device, and determines that the state of the lubricating oil is in the state ST4. To do.
  • the time from time Tx to time Ty and the time from time Tx to time Tz are set as appropriate according to the type of lubricant, the type of equipment, the operating status of the equipment, and the like.
  • FIG. 9 shows the dielectric constant and conductivity of the lubricant when the lubricant has already been introduced into the equipment and foreign matter is already mixed in the lubricant or when the equipment has abnormal wear due to equipment damage or the like. It is a graph which shows time transition. In this case, the change amount ⁇ of the dielectric constant per unit time remains relatively small regardless of the passage of time. On the other hand, the amount of change ⁇ in electrical conductivity per unit time increases immediately after the lubricating oil is introduced into the equipment. In this case, the state determination unit 30 determines that foreign matter has already been mixed or abnormal wear has occurred when the lubricant is supplied to the device, and determines that the state of the lubricant is state ST5.
  • FIG. 10 shows that foreign matter has already been mixed and abnormal wear has already occurred at the time when lubricant is added to the equipment, and rapid oxidation deterioration due to consumption and heat of additives such as antioxidants after injection of lubricant into the equipment. It is a graph which shows the time transition of the dielectric constant and electrical conductivity of lubricating oil when it arises in lubricating oil. In this case, the change amount ⁇ of the conductivity per unit time increases immediately after the lubricating oil is supplied to the device. On the other hand, the change amount ⁇ of the dielectric constant per unit time remains relatively small regardless of the passage of time until the time Tx when the time when the rapid oxidation deterioration starts is the time Tx.
  • the state determination unit 30 determines that foreign matter has already been mixed or abnormal wear has occurred when the lubricating oil is supplied to the equipment, and that rapid oxidation deterioration has occurred after the lubricating oil is supplied to the equipment. Then, it is determined that the state of the lubricating oil is the state ST6.
  • FIG. 11 is a graph showing the time transition of the permittivity and conductivity of the lubricant when the device is already in a state where flushing is necessary when the lubricant is supplied to the device.
  • the change amount ⁇ of conductivity per unit time remains relatively small regardless of the passage of time.
  • the change amount ⁇ of the dielectric constant per unit time increases immediately after the lubricating oil is supplied to the device.
  • the state determining unit 30 determines that the flushing of the device has already been necessary when the lubricant is supplied to the device, and determines that the state of the lubricant is the state ST7.
  • the state where flushing is required for the device is a state where a large number of sludges are present in the device.
  • FIG. 12 shows a state in which flushing of the device is already required at the time of supplying the lubricant to the device, and the dielectric constant of the lubricant when foreign matter is mixed or abnormal wear occurs after the lubricant is supplied to the device. It is a graph which shows time transition of conductivity.
  • the change amount ⁇ of the dielectric constant per unit time increases immediately after the lubricating oil is supplied to the device.
  • the change amount ⁇ of conductivity per unit time remains relatively small regardless of the passage of time until the time Tx, assuming that the timing of occurrence of foreign matter or abnormal wear is the time Tx, but after the time Tx. Then, it becomes larger than time Tx.
  • the state determination unit 30 is already in a state where flushing of the device is necessary when the lubricant is supplied to the device, and foreign matter mixing or abnormal wear occurs after the lubricant is supplied to the device. Judgment is made and it is determined that the state of the lubricating oil is state ST8.
  • FIG. 13 shows that the dielectric constant of the lubricating oil in the state where the flushing of the equipment is already necessary at the time when the lubricating oil is supplied to the equipment and the coolant or water is mixed in the lubricating oil. It is a graph which shows the time transition of electrical conductivity. In this case, the change amount ⁇ of the dielectric constant per unit time and the change amount ⁇ of the conductivity per unit time increase immediately after the lubricating oil is supplied to the device. In this case, the state determination unit 30 determines that it is already in a state where flushing of the device is necessary at the time of supplying the lubricant to the device, and that the coolant or water has been mixed in the lubricant, and lubrication is performed. It is determined that the oil state is the state ST9.
  • the above feature quantity acquisition unit 10, timing unit 20, and state determination unit 30 are realized using a CPU, a memory (RAM), a hard disk, and the like.
  • the hard disk stores an operating system and a program for executing a series of processes for determining the state of the lubricating oil.
  • the hard disk may be a non-temporary recording medium, and may be, for example, a nonvolatile memory such as an EPROM or a flash memory, a CD-ROM, or the like.
  • the CPU appropriately reads out data and programs stored in the hard disk using the memory as appropriate, and performs calculations and execution as appropriate.
  • step S ⁇ b> the sensor 1 obtains the dielectric constant and conductivity of the lubricating oil in the device by the feature amount acquisition unit 10, and moves the process to step S ⁇ b> 2.
  • step S ⁇ b> 2 the sensor 1 determines whether or not a time equal to or longer than a predetermined sampling time ⁇ t has elapsed since the timing at which the time constant 20 obtained the dielectric constant and the conductivity by the feature amount obtaining unit 10 last time. To do. The sensor 1 moves the process to step S3 when it is determined by the timer 20 that it has elapsed, and repeats the process of step S2 when it is determined that it has not elapsed. Note that the sampling time ⁇ t is obtained by calculating the dielectric constant and the conductivity twice, and based on the obtained results, the change amount ⁇ of the dielectric constant per unit time and the change amount ⁇ of the conductivity per unit time. This is the time for calculation. Therefore, the sampling time ⁇ t is appropriately set according to the type of lubricating oil, the type of equipment, the operating status of the equipment, and the like.
  • step S3 the sensor 1 obtains the dielectric constant and conductivity of the lubricating oil in the device by the feature amount acquisition unit 10, and moves the process to step S4.
  • step S ⁇ b> 4 the sensor 1 calculates the change amount ⁇ of the dielectric constant per unit time based on the last two dielectric constants obtained by the feature amount acquisition unit 10 by the state determination unit 30 and acquires the feature amount. Based on the latest two conductivities obtained by the unit 10, the change amount ⁇ of the conductance per unit time is calculated, and the process proceeds to step S5.
  • step S5 the sensor 1 acquires the time T from the time when the lubricating oil is put into the device by the time measuring unit 20, and moves the process to step S6.
  • step S ⁇ b> 6 the sensor 1 uses the state determination unit 30 to determine whether or not the change amount ⁇ of the dielectric constant per unit time is less than the threshold value ⁇ th. If the state determination unit 30 determines that the sensor 1 is less than the threshold value ⁇ th, the sensor 1 proceeds to step S7, and if it is determined that the state is greater than or equal to the threshold value ⁇ th, the process proceeds to step S10.
  • the threshold ⁇ th is a value for determining the magnitude of the change amount ⁇ of the dielectric constant per unit time as described above with reference to FIGS. 3 to 13, and the type of lubricant, the type of equipment, It is set as appropriate according to the operating status of the device.
  • step S ⁇ b> 7 the sensor 1 uses the state determination unit 30 to determine whether or not the change amount ⁇ of conductivity per unit time is less than the threshold value ⁇ th. If the state determination unit 30 determines that the sensor 1 is less than the threshold value ⁇ th, the sensor 1 proceeds to step S8. If the sensor 1 determines that the value is equal to or greater than the threshold value ⁇ th, the sensor 1 proceeds to step S9.
  • the threshold value ⁇ th is a value for determining the magnitude of the change amount ⁇ of conductivity per unit time as described above with reference to FIGS. 3 to 13, and the type of lubricant, the type of equipment, It is set as appropriate according to the operating status of the device.
  • step S8 the sensor 1 determines that the state of the lubricating oil in the device is the state ST1 by the state determination unit 30, and returns the process to step S2.
  • step S9 the sensor 1 determines whether or not the time T acquired in step S5 is less than the threshold Tth by the state determination unit 30.
  • the state determination unit 30 determines that the sensor 1 is less than the threshold value Tth
  • the sensor 1 proceeds to step S21 in FIG. 15, and when it is determined that the value is equal to or greater than the threshold value Tth, the process proceeds to step S31 in FIG. Transfer.
  • the timing at which an abnormality occurs in the lubricating oil in the equipment can be classified into two as described above with reference to FIGS.
  • One is a case where an abnormality has already occurred in the device when the lubricating oil is supplied to the device. In this case, an abnormality occurs in the lubricating oil when the lubricating oil is supplied to the device.
  • the other is a case where an abnormality has occurred in the device or the deterioration of the lubricant has progressed to a certain level or more after the lubricating oil has been supplied to the device.
  • the threshold value Tth is used to determine whether the abnormality described above with reference to FIGS. 4 to 13 has already occurred when the lubricant is supplied to the device or after the lubricant is supplied to the device. Is the value of This threshold value Tth is appropriately set according to the type of lubricating oil, the type of equipment, the operating status of the equipment, and the like.
  • step S10 the sensor 1 determines whether or not the time T acquired in step S5 is less than the threshold value Tth by the state determination unit 30.
  • the state determination unit 30 determines that the sensor 1 is less than the threshold value Tth
  • the sensor 1 proceeds to step S41 in FIG. 17, and when it is determined that the value is equal to or greater than the threshold value Tth, the process proceeds to step S61 in FIG. Transfer.
  • the sensor 1 uses the state determination unit 30 to determine whether the change amount ⁇ of the dielectric constant per unit time is less than the threshold value ⁇ th. If the state determination unit 30 determines that the sensor 1 is less than the threshold value ⁇ th, the sensor 1 proceeds to step S22, and if it is determined that the state is greater than or equal to the threshold value ⁇ th, the process proceeds to step S26.
  • step S22 the sensor 1 determines that the state of the lubricating oil in the device is the state ST5 by the state determination unit 30, and moves the process to step S23.
  • step S23 the sensor 1 determines whether or not a time equal to or longer than the sampling time ⁇ t has elapsed from the timing at which the time constant 20 obtained the dielectric constant by the feature amount obtaining unit 10 last time.
  • the sensor 1 moves the process to step S24 when the time measuring unit 20 determines that it has elapsed, and repeats the process of step S23 when it determines that it has not elapsed.
  • step S24 the sensor 1 obtains the dielectric constant of the lubricating oil in the device by the feature amount acquisition unit 10, and moves the process to step S25.
  • step S25 the sensor 1 calculates the change amount ⁇ of the dielectric constant per unit time based on the last two dielectric constants obtained by the feature quantity acquisition unit 10 by the state determination unit 30, and the process proceeds to step S21. To return.
  • step S26 the sensor 1 determines that the state of the lubricating oil in the device is the state ST6 by the state determination unit 30, and ends the processes shown in FIGS.
  • step S31 of FIG. 16 the sensor 1 determines whether or not the change amount ⁇ of the dielectric constant per unit time is less than the threshold value ⁇ th by the state determination unit 30. If the state determination unit 30 determines that the sensor 1 is less than the threshold value ⁇ th, the sensor 1 proceeds to step S32, and if it is determined that the state is greater than or equal to the threshold value ⁇ th, the process proceeds to step S36.
  • step S32 the sensor 1 determines that the state of the lubricating oil in the device is the state ST2 by the state determination unit 30, and moves the process to step S33.
  • step S33 the sensor 1 determines whether or not a time equal to or longer than the sampling time ⁇ t has elapsed from the timing at which the time constant 20 obtained the dielectric constant by the feature amount obtaining unit 10 last time.
  • the sensor 1 moves the process to step S34 when the time measuring unit 20 determines that it has elapsed, and repeats the process of step S33 when it is determined that it has not elapsed.
  • step S34 the sensor 1 obtains the dielectric constant of the lubricating oil in the device by the feature amount acquisition unit 10, and moves the process to step S35.
  • step S ⁇ b> 35 the sensor 1 calculates the change amount ⁇ of the dielectric constant per unit time based on the last two dielectric constants obtained by the feature amount acquisition unit 10 by the state determination unit 30, and the process proceeds to step S ⁇ b> 31. To return.
  • step S36 the sensor 1 determines that the state of the lubricating oil in the device is the state ST4 by the state determination unit 30, and ends the processes shown in FIGS.
  • the state ST4 has three types of states shown in FIGS. 6 to 8 as described above.
  • the sensor 1 can determine not only the state ST4 shown in FIG. 8 but also the state ST4 shown in FIG. The case where it is determined in step S36 that the state of the lubricating oil in the device is the state ST4 shown in FIG. 6 will be described below.
  • step S31 the sensor 1 changes processing depending on whether or not the change amount ⁇ of the dielectric constant per unit time is less than the threshold value ⁇ th. For this reason, depending on the setting of the threshold value ⁇ th, as shown in FIG. 6, the change amount ⁇ of the dielectric constant per unit time and the change amount ⁇ of the conductivity per unit time actually change at the same timing. Nevertheless, it may be determined that the change amount ⁇ of the dielectric constant per unit time has changed after the change amount ⁇ of the conductivity per unit time has changed.
  • the sensor 1 determines that the state has changed from the state ST2 to the state ST4 in step S36 after repeating steps S33 to S35 and steps S31 and S32 one or more times. Will do.
  • the change amount ⁇ of the dielectric constant per unit time and the change amount ⁇ of the conductivity per unit time change at the same timing, and the change amount ⁇ of the dielectric constant per unit time and
  • the process proceeds to step S10 in step S6 of FIG. Therefore, in this case, although details will be described later with reference to FIG. 18, it is determined that the state is ST4 in step S66 of FIG.
  • step S41 of FIG. 17 the sensor 1 uses the state determination unit 30 to determine whether or not the change amount ⁇ of conductivity per unit time is less than the threshold value ⁇ th. If the state determination unit 30 determines that the sensor 1 is less than the threshold value ⁇ th, the sensor 1 proceeds to step S42, and if it is determined that the state is greater than or equal to the threshold value ⁇ th, the sensor 1 proceeds to step S50.
  • step S42 the sensor 1 causes the state determination unit 30 to determine whether or not the time T acquired in step S5 is less than the threshold value Tth. If the state determination unit 30 determines that the state is equal to or greater than the threshold value Tth, the sensor 1 proceeds to step S43, and if it is determined that the state is less than the threshold value Tth, the process of step S42 is repeated.
  • step S43 the sensor 1 obtains the electrical conductivity of the lubricating oil in the device by the feature amount acquisition unit 10, and moves the process to step S44.
  • step S44 the sensor 1 determines whether or not a time equal to or longer than the sampling time ⁇ t has elapsed from the timing at which the time measurement unit 20 previously obtained the conductivity by the feature amount acquisition unit 10.
  • the sensor 1 moves the process to step S45 when the timer 20 determines that the time has elapsed, and repeats the process of step S44 when determined that the time has not elapsed.
  • step S45 the sensor 1 obtains the electrical conductivity of the lubricating oil in the device by the feature amount acquisition unit 10, and moves the process to step S46.
  • step S46 the sensor 1 calculates the change amount ⁇ of conductivity per unit time based on the latest two conductivities obtained by the feature amount obtaining unit 10 by the state determination unit 30, and the process proceeds to step S47. Move.
  • step S47 the sensor 1 uses the state determination unit 30 to determine whether or not the change amount ⁇ of conductivity per unit time is less than the threshold value ⁇ th. If the state determination unit 30 determines that the sensor 1 is less than the threshold value ⁇ th, the sensor 1 proceeds to step S48, and if it is determined that the state is greater than the threshold value ⁇ th, the process proceeds to step S49.
  • step S48 the sensor 1 determines that the state of the lubricating oil in the device is the state ST7 by the state determination unit 30, and returns the process to step S44.
  • step S49 the sensor 1 determines that the state of the lubricating oil in the device is the state ST8 by the state determination unit 30, and ends the processes shown in FIGS.
  • step S50 the sensor 1 determines that the state of the lubricating oil in the device is the state ST9 by the state determination unit 30, and ends the processing illustrated in FIGS.
  • the sensor 1 determines whether or not the change amount ⁇ of conductivity per unit time is less than the threshold value ⁇ th by the state determination unit 30. If the state determination unit 30 determines that the sensor 1 is less than the threshold value ⁇ th, the sensor 1 proceeds to step S62, and if it is determined that the state is greater than the threshold value ⁇ th, the process proceeds to step S66.
  • step S62 the sensor 1 determines that the state of the lubricating oil in the device is the state ST3 by the state determination unit 30, and moves the process to step S63.
  • step S63 the sensor 1 determines whether or not a time equal to or longer than the sampling time ⁇ t has elapsed from the timing at which the time measurement unit 20 previously obtained the conductivity by the feature amount acquisition unit 10.
  • the sensor 1 moves the process to step S64 when the time measuring unit 20 determines that it has elapsed, and repeats the process of step S63 when it determines that it has not elapsed.
  • step S64 the sensor 1 obtains the electrical conductivity of the lubricating oil in the device by the feature amount acquisition unit 10, and moves the process to step S65.
  • step S65 the sensor 1 calculates the change amount ⁇ of conductivity per unit time based on the latest two conductivities obtained by the feature amount obtaining unit 10 by the state determination unit 30, and the process proceeds to step S61. To return.
  • step S66 the sensor 1 determines that the state of the lubricating oil in the device is the state ST4 by the state determination unit 30, and ends the processes shown in FIGS.
  • the state ST4 has three types of states shown in FIGS. 6 to 8 as described above.
  • the sensor 1 can determine not only the state ST4 shown in FIG. 7 but also the state ST4 shown in FIG. The case where it is determined in step S66 that the state of the lubricating oil in the device is the state ST4 shown in FIG. 6 will be described below.
  • step S61 the sensor 1 changes processing depending on whether or not the change amount ⁇ of conductivity per unit time is less than the threshold value ⁇ th. For this reason, depending on the setting of the threshold value ⁇ th, as shown in FIG. 6, the change amount ⁇ of dielectric constant per unit time and the change amount ⁇ of conductivity per unit time actually change at the same timing. Nevertheless, after the change amount ⁇ of the dielectric constant per unit time has changed, it may be determined that the change amount ⁇ of the conductivity per unit time has changed.
  • the sensor 1 determines that the state has changed from the state ST3 to the state ST4 in step S66 after repeating steps S63 to S65 and steps S61 and S62 once or more. Will do. Further, as shown in FIG. 6, the change amount ⁇ of the dielectric constant per unit time and the change amount ⁇ of the conductivity per unit time change at the same timing, and the change amount ⁇ of the dielectric constant per unit time and If the sensor 1 determines that the change amount ⁇ of conductivity per unit time has changed at the same timing, it is determined that the state is ST4 in step S66 without determining that the state is ST3.
  • the sensor 1 obtains the dielectric constant and conductivity of the lubricating oil by the feature amount acquisition unit 10 and measures the time after the lubricating oil is supplied to the device by the time measuring unit 20. Further, the state determination unit 30 determines the state of the lubricating oil based on the dielectric constant and conductivity obtained by the feature amount acquisition unit 10 and the time measured by the time measurement unit 20. For this reason, the state of the lubricating oil is determined by combining the dielectric constant and the electrical conductivity of the lubricating oil with the time after the lubricating oil is supplied to the device. Therefore, the state of the lubricating oil can be determined in more detail.
  • the sensor 1 obtains the change amount ⁇ of the dielectric constant per unit time by the state determination unit 30 based on the dielectric constant obtained by the feature amount acquisition unit 10 and the feature amount acquisition unit 10. Based on the conductivity, a change amount ⁇ of conductivity per unit time is obtained.
  • the state determination unit 30 calculates the change amount ⁇ of the dielectric constant per unit time, the obtained change amount ⁇ of the conductivity per unit time, the change amount ⁇ of the dielectric constant per unit time, and the unit time.
  • the state of the lubricating oil is determined on the basis of the time T measured by the timer unit 20 when the change amount ⁇ of the electrical conductivity is obtained. For this reason, it is possible to appropriately determine the timing at which an abnormality has occurred in the lubricating oil, and to determine the state of the lubricating oil in more detail.
  • the senor 1 has a timing when the state determination unit 30 causes the change amount ⁇ of the dielectric constant per unit time to be equal to or greater than the threshold value ⁇ th and a timing when the change amount ⁇ of the conductivity per unit time becomes equal to or greater than the threshold value ⁇ th. And the state of the lubricating oil is determined based on these two timings. For this reason, it is possible to appropriately determine the timing at which an abnormality has occurred in the lubricating oil, and to determine the state of the lubricating oil in more detail.
  • the dielectric constant and the electrical conductivity are obtained twice, and based on the obtained results, the change amount ⁇ of the dielectric constant per unit time and the change amount ⁇ of the electrical conductivity per unit time are obtained. Calculated.
  • the present invention is not limited to this, and the dielectric constant and conductivity may be obtained three times or more. In this case, for example, assuming a graph in which the vertical axis represents the dielectric constant and the horizontal axis represents time, the slope of the regression line at each point of the dielectric constant obtained by the feature amount acquisition unit 10 is obtained, and the change in the dielectric constant per unit time is obtained. It may be the amount ⁇ .
  • the change amount ⁇ of conductivity per unit time similarly to the change amount ⁇ of dielectric constant per unit time, the slope of the regression line of each point of conductivity obtained by the feature amount acquisition unit 10 is obtained, The change amount ⁇ of the conductivity per unit time may be used.
  • the senor 1 detects the state of the lubricating oil.
  • the present invention is not limited to this, and the state can be detected if it is a fluid.
  • the sensor 1 can detect the degree of water contamination and the quality of medicines and beverages.
  • the electrodes 12 and 13 were formed with the flat electrode plate, and these electrodes 12 and 13 were arrange
  • the present invention is not limited to this, and the electrodes 12 and 13 may be formed of, for example, a cylindrical or elliptical pole plate.
  • electrodes 12 and 13 are formed by two cylindrical electrode plates having different inner diameters such as a coaxial cylindrical capacitor, and either one of the electrodes 12 and 13 is set in a state where the respective central axes coincide with each other. You may arrange
  • the sensor 1 repeatedly executes the processing shown in FIGS. 14 to 18 from step S1 every time a predetermined time elapses, and the change amount ⁇ of the dielectric constant per unit time. And the change amount ⁇ of conductivity per unit time are repeatedly obtained. Then, the change amount ⁇ of the dielectric constant per unit time, the change amount ⁇ of the conductivity per unit time, and the change amount ⁇ of the dielectric constant per unit time were obtained from the timing when the lubricant was introduced into the equipment. Based on the time until the timing and the time from when the lubricant was introduced into the equipment to the timing when the change in electrical conductivity ⁇ per unit time was obtained, the state of the lubricant in the equipment was determined. .
  • the present invention is not limited to this, and the dielectric per unit time at the timing when the time T1 has elapsed since the lubricating oil was introduced into the device and at the timing when the time T2 has elapsed since the lubricating oil was introduced into the device.
  • a change amount ⁇ of the rate and a change amount ⁇ of the conductivity per unit time are obtained, and a change amount ⁇ of the dielectric constant per unit time obtained at the timing when the time T1 has elapsed since the lubricating oil was introduced into the device, The amount of change in dielectric constant ⁇ per unit time obtained at the timing when the time T2 has elapsed since the lubricating oil was introduced into the device, and the timing at which the time T1 had elapsed since the lubricating oil was introduced into the device.
  • the state of the Namerayu may be determined.
  • the time T1 is a time that is equal to or less than the threshold Tth, and is appropriately set according to the type of lubricating oil, the type of equipment, the operating status of the equipment, and may be, for example, about several tens of hours.
  • the time T2 is longer than the threshold value Tth, and is set as appropriate according to the type of lubricating oil, the type of equipment, the operating status of the equipment, and may be, for example, about several hundred hours. Even in this case, the same effects as in the present embodiment can be obtained.
  • the times T1 and T2 can be set according to the bathtub curve. For example, when the recommended replacement time of the lubricating oil charged in the equipment is one year or 3000 hours, the time T2 The recommended replacement time is shorter. In addition, the amount of change in dielectric constant ⁇ per unit time and the amount of change in electrical conductivity ⁇ per unit time after the time T1 has elapsed since the lubricant was introduced into the device, the lubricant was introduced into the device. You may make it obtain
  • the change amount ⁇ of the dielectric constant per unit time and the change amount ⁇ of the conductivity per unit time are obtained at least once in a period after the time T2 has elapsed since the lubricating oil was introduced into the device. It may be.
  • the probability of failure of the sensor 1 is relatively high in the period from the time T1 after the lubricant is introduced into the device to the time T2 after the lubricant is introduced into the device. Low. Therefore, it is not necessary to obtain the change amount ⁇ of dielectric constant per unit time and the change amount ⁇ of conductivity per unit time during this period.
  • the sensor 1 uses the time determination unit 30 to acquire the time T from when the lubricating oil is introduced into the device immediately before step S26 in FIG.
  • the step of determining whether or not the acquired time T is less than the threshold value Tth may be executed.
  • the state determination unit 30 determines that the sensor 1 is equal to or greater than the threshold Tth
  • the sensor 1 proceeds to step S26, and when it is determined that the sensor 1 is less than the threshold Tth, the process proceeds to step S50 in FIG. Move it.
  • the change amount ⁇ of the dielectric constant per unit time and the change amount ⁇ of the conductivity per unit time are different from each other, and the threshold value Tth after the lubricant is introduced into the device is set. Even if the timing changes before the time elapses, it is determined that the state of the lubricating oil in the device is the state ST9.
  • the present invention can be applied to, for example, a hydraulic device.

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Abstract

流体の状態をより詳細に判定するセンサを提供する。　機器内の流体の状態を判定するセンサ（１）は、特徴量取得部（１０）、計時部（２０）、および状態判定部（３０）を備える。特徴量取得部（１０）は、流体の誘電率および導電率を求める。計時部（２０）は、機器に流体が投入されてからの時間を計時する。状態判定部（３０）は、特徴量取得部（１０）により求められた誘電率および導電率と、計時部（２０）により計時された時間と、に基づいて、流体の状態を判定する。

Description

センサ
　本発明は、センサに関する。
　流体の状態を判定する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
　特許文献１には、回転部や摺動部に循環供給され、これら各部品の摩耗を防いで円滑に動作させるためのオイルについて、劣化を判断するオイル劣化検出装置が示されている。このオイル劣化検出装置は、オイル流路に互いに並行して設置された２枚の極板を備えており、これら２枚の極板間に交流電圧を印加することによりオイルの導電率および誘電率を求め、導電率および誘電率に基づいてオイルの劣化を判断する。
特開２００９－２６９３号公報
　特許文献１に示されているオイル劣化検出装置は、オイルの劣化を、正常な状態と、すす混入量の増大による異常が発生している状態と、水分混入量の増大による異常が発生している状態と、熱劣化による異常が発生している状態と、の４つの状態の中から判断する。
　しかし、流体の状態がより詳しく分かれば、メンテナンスをより適切に行うことができる。このため、流体の状態をより詳しく知りたいという要請があった。
　そこで、本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、流体の状態をより詳細に判定するセンサを提供する。
　本発明の１またはそれ以上の実施形態は、機器内の流体の状態を判定するセンサであって、前記流体の誘電率および導電率を求める特徴量取得部と、前記機器に前記流体が投入されてからの時間を計時する計時部と、前記特徴量取得部により求められた誘電率および導電率と、前記計時部により計時された時間と、に基づいて、前記流体の状態を判定する状態判定部と、を備えることを特徴とする。
本発明の一実施形態に係るセンサのブロック図である。 本発明の一実施形態に係るセンサが備える特徴量取得部の概略構成図である。 潤滑油の状態が状態ＳＴ１の場合における、潤滑油の誘電率および導電率の時間推移を示すグラフである。 潤滑油の状態が状態ＳＴ２の場合における、潤滑油の誘電率および導電率の時間推移を示すグラフである。 潤滑油の状態が状態ＳＴ３の場合における、潤滑油の誘電率および導電率の時間推移を示すグラフである。 潤滑油の状態が状態ＳＴ４の場合における、潤滑油の誘電率および導電率の時間推移を示すグラフである。 潤滑油の状態が状態ＳＴ４の場合における、潤滑油の誘電率および導電率の時間推移を示すグラフである。 潤滑油の状態が状態ＳＴ４の場合における、潤滑油の誘電率および導電率の時間推移を示すグラフである。 潤滑油の状態が状態ＳＴ５の場合における、潤滑油の誘電率および導電率の時間推移を示すグラフである。 潤滑油の状態が状態ＳＴ６の場合における、潤滑油の誘電率および導電率の時間推移を示すグラフである。 潤滑油の状態が状態ＳＴ７の場合における、潤滑油の誘電率および導電率の時間推移を示すグラフである。 潤滑油の状態が状態ＳＴ８の場合における、潤滑油の誘電率および導電率の時間推移を示すグラフである。 潤滑油の状態が状態ＳＴ９の場合における、潤滑油の誘電率および導電率の時間推移を示すグラフである。 本発明の一実施形態に係るセンサのフローチャートである。 本発明の一実施形態に係るセンサのフローチャートである。 本発明の一実施形態に係るセンサのフローチャートである。 本発明の一実施形態に係るセンサのフローチャートである。 本発明の一実施形態に係るセンサのフローチャートである。
　以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態における構成要素は適宜、既存の構成要素などとの置き換えが可能であり、また、他の既存の構成要素との組み合わせを含む様々なバリエーションが可能である。このため、以下の実施形態の記載をもって、特許請求の範囲に記載された発明の内容を限定するものではない。
　図１は、本発明の一実施形態に係るセンサ１のブロック図である。センサ１は、特徴量取得部１０、計時部２０、および状態判定部３０を備えており、機器内の潤滑油の状態を判定する。特徴量取得部１０は、潤滑油の誘電率および導電率を求める。計時部２０は、機器に潤滑油が投入されてからの時間を計時する。状態判定部３０は、特徴量取得部１０により求められた誘電率および導電率と、計時部２０により計時された時間と、に基づいて、潤滑油の状態を判定する。
　図２は、特徴量取得部１０の概略構成図である。特徴量取得部１０は、円柱状の基部１１と、基部１１に立設された一対の電極１２、１３と、電源部１４と、取得部１５と、を備える。
　電極１２、１３は、平板状の極板であり、互いに並行して配置されている。電源部１４は、潤滑油の中に設置された電極１２、１３の間に交流電圧を印加する。取得部１５は、電源部１４により交流電圧が電極１２、１３の間に印加されている状態において、電極１２、１３の間の潤滑油の誘電率および導電率を求める。
　なお、本実施形態では、状態判定部３０は、潤滑油の状態を、状態ＳＴ１からＳＴ９までの９つの状態の中から判定する。これら９つの状態について、図３から図１３を用いて以下に説明する。なお、図３から図１３において、横軸は、機器内に潤滑油が投入されてからの時間を示す。また、第１の縦軸は、機器内の潤滑油の誘電率を示し、第２の縦軸は、機器内の潤滑油の導電率を示す。
（状態ＳＴ１）
　図３は、機器に投入された潤滑油が正常に劣化した場合における、潤滑油の誘電率および導電率の時間推移を示すグラフである。この場合、単位時間当たりの誘電率の変化量（誘電率の傾き）Δεと、単位時間当たりの導電率の変化量（導電率の傾き）Δσと、は時間の経過によらず比較的小さいままである。この場合には、状態判定部３０は、潤滑油が正常に劣化していると判断し、潤滑油の状態が状態ＳＴ１であると判定する。
　なお、本実施形態において、潤滑油が正常に劣化している場合とは、潤滑油が一般的な劣化推移を示した場合、言い換えると図４から図１３を用いて後述するいずれの異常も潤滑油に発生していない場合のことを示すものとする。
（状態ＳＴ２）
　図４は、機器に潤滑油を投入した後に、異物が潤滑油に混入したり、機器破損などによる異常摩耗が機器に生じたりした場合における、潤滑油の誘電率および導電率の時間推移を示すグラフである。この場合、単位時間当たりの誘電率の変化量Δεは、時間の経過によらず比較的小さいままである。一方、単位時間当たりの導電率の変化量Δσは、異物混入や異常摩耗が発生したタイミングを時刻Ｔｘとすると、時刻Ｔｘまでは時間の経過によらず比較的小さいままであるが、時刻Ｔｘ以降では時刻Ｔｘまでと比べて大きくなる。この場合には、状態判定部３０は、機器への潤滑油の投入後に異物混入や異常摩耗が発生したと判断し、潤滑油の状態が状態ＳＴ２であると判定する。
（状態ＳＴ３）
　図５は、機器に潤滑油を投入した後に、酸化防止剤といった添加物の消耗や熱によって急激な酸化劣化が潤滑油に生じた場合における、潤滑油の誘電率および導電率の時間推移を示すグラフである。この場合、単位時間当たりの導電率の変化量Δσは、時間の経過によらず比較的小さいままである。一方、単位時間当たりの誘電率の変化量Δεは、急激な酸化劣化が始まったタイミングを時刻Ｔｘとすると、時刻Ｔｘまでは時間の経過によらず比較的小さいままであるが、時刻Ｔｘ以降では時刻Ｔｘまでと比べて大きくなる。この場合には、状態判定部３０は、機器への潤滑油の投入後に急激な酸化劣化が生じたと判断し、潤滑油の状態が状態ＳＴ３であると判定する。
（状態ＳＴ４）
　図６は、機器に潤滑油を投入した後に、機器の故障などによってクーラントや水などが潤滑油に混入した場合における、潤滑油の誘電率および導電率の時間推移を示すグラフである。この場合、単位時間当たりの誘電率の変化量Δεおよび単位時間当たりの導電率の変化量Δσは、クーラントや水などが潤滑油に混入したタイミングをＴｘとすると、時刻Ｔｘまでは時間の経過によらず比較的小さいままであるが、時刻Ｔｘ以降では時刻Ｔｘまでと比べて大きくなる。この場合には、状態判定部３０は、機器への潤滑油の投入後にクーラントや水などが潤滑油に混入したと判断し、潤滑油の状態が状態ＳＴ４であると判定する。
　なお、図６では、単位時間当たりの誘電率の変化量Δεおよび単位時間当たりの導電率の変化量Δσは、時刻Ｔｘにおいて、すなわち同じタイミングで、変化している。しかし、図７に示すように、時刻Ｔｘにおいて単位時間当たりの誘電率の変化量Δεが変化し、その後の時刻Ｔｙにおいて単位時間当たりの導電率の変化量Δσが変化したり、図８に示すように、時刻Ｔｘにおいて単位時間当たりの導電率の変化量Δσが変化し、その後の時刻Ｔｚにおいて単位時間当たりの誘電率の変化量Δεが変化したりする可能性もある。図７や図８に示した場合でも、状態判定部３０は、機器への潤滑油の投入後にクーラントや水などが潤滑油に混入したと判断し、潤滑油の状態が状態ＳＴ４であると判定する。
　なお、時刻Ｔｘから時刻Ｔｙまでの時間や、時刻Ｔｘから時刻Ｔｚまでの時間は、潤滑油の種類や、機器の種類や、機器の稼働状況などに応じて適宜設定される。
（状態ＳＴ５）
　図９は、機器に潤滑油を投入した時点で既に、異物が潤滑油に混入したり、機器破損などによる異常摩耗が機器に生じたりしている場合における、潤滑油の誘電率および導電率の時間推移を示すグラフである。この場合、単位時間当たりの誘電率の変化量Δεは、時間の経過によらず比較的小さいままである。一方、単位時間当たりの導電率の変化量Δσは、機器に潤滑油が投入された直後から大きくなる。この場合には、状態判定部３０は、機器への潤滑油の投入時において既に異物混入や異常摩耗が発生していたと判断し、潤滑油の状態が状態ＳＴ５であると判定する。
（状態ＳＴ６）
　図１０は、機器に潤滑油を投入した時点で既に異物混入や異常摩耗が生じており、かつ、機器に潤滑油を投入した後に酸化防止剤といった添加物の消耗や熱によって急激な酸化劣化が潤滑油に生じた場合における、潤滑油の誘電率および導電率の時間推移を示すグラフである。この場合、単位時間当たりの導電率の変化量Δσは、機器に潤滑油が投入された直後から大きくなる。一方、単位時間当たりの誘電率の変化量Δεは、急激な酸化劣化が始まったタイミングを時刻Ｔｘとすると、時刻Ｔｘまでは時間の経過によらず比較的小さいままであるが、時刻Ｔｘ以降では時刻Ｔｘまでと比べて大きくなる。この場合には、状態判定部３０は、機器への潤滑油の投入時において既に異物混入や異常摩耗が生じており、かつ、機器への潤滑油の投入後に急激な酸化劣化が生じたと判断し、潤滑油の状態が状態ＳＴ６であると判定する。
（状態ＳＴ７）
　図１１は、機器に潤滑油を投入した時点で既に、機器に対するフラッシングが必要な状態である場合における、潤滑油の誘電率および導電率の時間推移を示すグラフである。この場合、単位時間当たりの導電率の変化量Δσは、時間の経過によらず比較的小さいままである。一方、単位時間当たりの誘電率の変化量Δεは、機器に潤滑油が投入された直後から大きくなる。この場合には、状態判定部３０は、機器への潤滑油の投入時において既に機器に対するフラッシングが必要な状態であったと判断し、潤滑油の状態が状態ＳＴ７であると判定する。
　なお、機器に対するフラッシングが必要な状態とは、例えばスラッジなどが機器内に多数存在している状態のことである。
（状態ＳＴ８）
　図１２は、機器に潤滑油を投入した時点で既に機器に対するフラッシングが必要な状態であり、かつ、機器に潤滑油を投入した後に異物混入や異常摩耗が発生した場合における、潤滑油の誘電率および導電率の時間推移を示すグラフである。この場合、単位時間当たりの誘電率の変化量Δεは、機器に潤滑油が投入された直後から大きくなる。一方、単位時間当たりの導電率の変化量Δσは、異物混入や異常摩耗が発生したタイミングを時刻Ｔｘとすると、時刻Ｔｘまでは時間の経過によらず比較的小さいままであるが、時刻Ｔｘ以降では時刻Ｔｘまでと比べて大きくなる。この場合には、状態判定部３０は、機器への潤滑油の投入時において既に機器に対するフラッシングが必要な状態であり、かつ、機器への潤滑油の投入後に異物混入や異常摩耗が発生したと判断し、潤滑油の状態が状態ＳＴ８であると判定する。
（状態ＳＴ９）
　図１３は、機器に潤滑油を投入した時点で既に、機器に対するフラッシングが必要な状態であるとともに、クーラントや水などが潤滑油に混入している状態である場合における、潤滑油の誘電率および導電率の時間推移を示すグラフである。この場合、単位時間当たりの誘電率の変化量Δεおよび単位時間当たりの導電率の変化量Δσは、機器に潤滑油が投入された直後から大きくなる。この場合には、状態判定部３０は、機器への潤滑油の投入時において既に、機器に対するフラッシングが必要な状態であり、かつ、クーラントや水などが潤滑油に混入していたと判断し、潤滑油の状態が状態ＳＴ９であると判定する。
　以上の特徴量取得部１０、計時部２０、および状態判定部３０は、ＣＰＵ、メモリ（ＲＡＭ）、ハードディスクなどを用いて実現される。
　ハードディスクは、オペレーティングシステムや、潤滑油の状態を判定するための一連の処理を実行するためのプログラムなどを記憶する。なお、ハードディスクは、非一時的な記録媒体であればよく、例えば、ＥＰＲＯＭやフラッシュメモリといった不揮発性のメモリ、ＣＤ－ＲＯＭなどであってもよい。
　ＣＰＵは、メモリを適宜利用して、ハードディスクに記憶されているデータやプログラムを適宜読み出して、演算や実行を適宜行う。
　図１４から図１８は、センサ１のフローチャートである。図１４から図１８に示す処理は、予め定められた時間が経過するたびに、ステップＳ１から繰り返し実行される。
　ステップＳ１において、センサ１は、特徴量取得部１０により、機器内の潤滑油の誘電率および導電率を求め、ステップＳ２に処理を移す。
　ステップＳ２において、センサ１は、計時部２０により、特徴量取得部１０により誘電率および導電率を前回求めたタイミングから、予め定められたサンプリング時間Δｔ以上の時間が経過しているか否かを判別する。センサ１は、計時部２０により、経過していると判別した場合にはステップＳ３に処理を移し、経過していないと判別した場合にはステップＳ２の処理を繰り返す。
　なお、サンプリング時間Δｔは、誘電率および導電率をそれぞれ２回求め、求めた結果に基づいて、単位時間当たりの誘電率の変化量Δεと、単位時間当たりの導電率の変化量Δσと、を算出するための時間である。このため、サンプリング時間Δｔは、潤滑油の種類や、機器の種類や、機器の稼働状況などに応じて適宜設定される。
　ステップＳ３において、センサ１は、特徴量取得部１０により、機器内の潤滑油の誘電率および導電率を求め、ステップＳ４に処理を移す。
　ステップＳ４において、センサ１は、状態判定部３０により、特徴量取得部１０により求めた直近２回の誘電率に基づいて、単位時間当たりの誘電率の変化量Δεを算出するとともに、特徴量取得部１０により求めた直近２回の導電率に基づいて、単位時間当たりの導電率の変化量Δσを算出し、ステップＳ５に処理を移す。
　ステップＳ５において、センサ１は、計時部２０により、機器内に潤滑油が投入されてからの時間Ｔを取得し、ステップＳ６に処理を移す。
　ステップＳ６において、センサ１は、状態判定部３０により、単位時間当たりの誘電率の変化量Δεが閾値Δεｔｈ未満であるか否かを判別する。センサ１は、状態判定部３０により、閾値Δεｔｈ未満であると判別した場合にはステップＳ７に処理を移し、閾値Δεｔｈ以上であると判別した場合にはステップＳ１０に処理を移す。
　なお、閾値Δεｔｈは、図３から図１３を用いて上述したように単位時間当たりの誘電率の変化量Δεの大小を判別するための値であり、潤滑油の種類や、機器の種類や、機器の稼働状況などに応じて適宜設定される。
　ステップＳ７において、センサ１は、状態判定部３０により、単位時間当たりの導電率の変化量Δσが閾値Δσｔｈ未満であるか否かを判別する。センサ１は、状態判定部３０により、閾値Δσｔｈ未満であると判別した場合にはステップＳ８に処理を移し、閾値Δσｔｈ以上であると判別した場合にはステップＳ９に処理を移す。
　なお、閾値Δσｔｈは、図３から図１３を用いて上述したように単位時間当たりの導電率の変化量Δσの大小を判別するための値であり、潤滑油の種類や、機器の種類や、機器の稼働状況などに応じて適宜設定される。
　ステップＳ８において、センサ１は、状態判定部３０により、機器内の潤滑油の状態が状態ＳＴ１であると判定し、ステップＳ２に処理を戻す。
　ステップＳ９において、センサ１は、状態判定部３０により、ステップＳ５において取得した時間Ｔが閾値Ｔｔｈ未満であるか否かを判別する。センサ１は、状態判定部３０により、閾値Ｔｔｈ未満であると判別した場合には図１５のステップＳ２１に処理を移し、閾値Ｔｔｈ以上であると判別した場合には図１６のステップＳ３１に処理を移す。
　なお、機器内の潤滑油に異常が発生するタイミングは、図４から図１３を用いて上述したように、２つに分類することができる。
　１つは、機器への潤滑油の投入時において既に、機器に異常が発生している場合である。この場合には、機器に潤滑油を投入した時点で、潤滑油に異常が発生することになる。
　もう１つは、機器への潤滑油の投入後に、機器に異常が発生したり、潤滑油の劣化が一定レベル以上に進んでしまったりした場合である。この場合には、機器に潤滑油を投入した時点では、潤滑油に異常は発生しておらず、機器に異常が発生したり、潤滑油の劣化が一定レベル以上に進んでしまったりした時点で、潤滑油に異常が発生することになる。
　閾値Ｔｔｈは、図４から図１３を用いて上述した異常が、機器への潤滑油の投入時において既に発生していたのか、それとも機器への潤滑油の投入後に発生したのか、を判別するための値である。この閾値Ｔｔｈは、潤滑油の種類や、機器の種類や、機器の稼働状況などに応じて適宜設定される。
　ステップＳ１０において、センサ１は、状態判定部３０により、ステップＳ５において取得した時間Ｔが閾値Ｔｔｈ未満であるか否かを判別する。センサ１は、状態判定部３０により、閾値Ｔｔｈ未満であると判別した場合には図１７のステップＳ４１に処理を移し、閾値Ｔｔｈ以上であると判別した場合には図１８のステップＳ６１に処理を移す。
　図１５のステップＳ２１において、センサ１は、状態判定部３０により、単位時間当たりの誘電率の変化量Δεが閾値Δεｔｈ未満であるか否かを判別する。センサ１は、状態判定部３０により、閾値Δεｔｈ未満であると判別した場合にはステップＳ２２に処理を移し、閾値Δεｔｈ以上であると判別した場合にはステップＳ２６に処理を移す。
　ステップＳ２２において、センサ１は、状態判定部３０により、機器内の潤滑油の状態が状態ＳＴ５であると判定し、ステップＳ２３に処理を移す。
　ステップＳ２３において、センサ１は、計時部２０により、特徴量取得部１０により誘電率を前回求めたタイミングから、サンプリング時間Δｔ以上の時間が経過しているか否かを判別する。センサ１は、計時部２０により、経過していると判別した場合にはステップＳ２４に処理を移し、経過していないと判別した場合にはステップＳ２３の処理を繰り返す。
　ステップＳ２４において、センサ１は、特徴量取得部１０により、機器内の潤滑油の誘電率を求め、ステップＳ２５に処理を移す。
　ステップＳ２５において、センサ１は、状態判定部３０により、特徴量取得部１０により求めた直近２回の誘電率に基づいて、単位時間当たりの誘電率の変化量Δεを算出し、ステップＳ２１に処理を戻す。
　ステップＳ２６において、センサ１は、状態判定部３０により、機器内の潤滑油の状態が状態ＳＴ６であると判定し、図１４から図１８に示す処理を終了する。
　図１６のステップＳ３１において、センサ１は、状態判定部３０により、単位時間当たりの誘電率の変化量Δεが閾値Δεｔｈ未満であるか否かを判別する。センサ１は、状態判定部３０により、閾値Δεｔｈ未満であると判別した場合にはステップＳ３２に処理を移し、閾値Δεｔｈ以上であると判別した場合にはステップＳ３６に処理を移す。
　ステップＳ３２において、センサ１は、状態判定部３０により、機器内の潤滑油の状態が状態ＳＴ２であると判定し、ステップＳ３３に処理を移す。
　ステップＳ３３において、センサ１は、計時部２０により、特徴量取得部１０により誘電率を前回求めたタイミングから、サンプリング時間Δｔ以上の時間が経過しているか否かを判別する。センサ１は、計時部２０により、経過していると判別した場合にはステップＳ３４に処理を移し、経過していないと判別した場合にはステップＳ３３の処理を繰り返す。
　ステップＳ３４において、センサ１は、特徴量取得部１０により、機器内の潤滑油の誘電率を求め、ステップＳ３５に処理を移す。
　ステップＳ３５において、センサ１は、状態判定部３０により、特徴量取得部１０により求めた直近２回の誘電率に基づいて、単位時間当たりの誘電率の変化量Δεを算出し、ステップＳ３１に処理を戻す。
　ステップＳ３６において、センサ１は、状態判定部３０により、機器内の潤滑油の状態が状態ＳＴ４であると判定し、図１４から図１８に示す処理を終了する。
　なお、状態ＳＴ４には、上述のように図６から図８の３種類の状態がある。ステップＳ３６では、センサ１は、図８に示した状態ＳＴ４だけでなく、図６に示した状態ＳＴ４についても、判定することができる。ステップＳ３６において、機器内の潤滑油の状態が図６に示した状態ＳＴ４であると判定する場合について、以下に説明する。
　センサ１は、ステップＳ３１において、単位時間当たりの誘電率の変化量Δεが閾値Δεｔｈ未満であるか否かによって、処理を変えている。このため、閾値Δεｔｈの設定によっては、実際には図６に示したように、単位時間当たりの誘電率の変化量Δεおよび単位時間当たりの導電率の変化量Δσが同じタイミングで変化しているにもかかわらず、単位時間当たりの導電率の変化量Δσが変化した後に、単位時間当たりの誘電率の変化量Δεが変化したと判別する可能性がある。この場合、センサ１は、ステップＳ３２において状態ＳＴ２であると判定した後に、ステップＳ３３からＳ３５およびステップＳ３１、Ｓ３２を１回以上繰り返した後に、ステップＳ３６において状態ＳＴ２から状態ＳＴ４に状態が遷移した判定することになる。
　なお、図６に示したように、単位時間当たりの誘電率の変化量Δεおよび単位時間当たりの導電率の変化量Δσが同じタイミングで変化するとともに、単位時間当たりの誘電率の変化量Δεおよび単位時間当たりの導電率の変化量Δσが同じタイミングで変化したとセンサ１が判定した場合には、図１４のステップＳ６において、ステップＳ１０に処理が移される。このため、この場合には、詳細については図１８を用いて後述するが、図１８のステップＳ６６において状態ＳＴ４であると判定される。
　図１７のステップＳ４１において、センサ１は、状態判定部３０により、単位時間当たりの導電率の変化量Δσが閾値Δσｔｈ未満であるか否かを判別する。センサ１は、状態判定部３０により、閾値Δσｔｈ未満であると判別した場合にはステップＳ４２に処理を移し、閾値Δσｔｈ以上であると判別した場合にはステップＳ５０に処理を移す。
　ステップＳ４２において、センサ１は、状態判定部３０により、ステップＳ５において取得した時間Ｔが閾値Ｔｔｈ未満であるか否かを判別する。センサ１は、状態判定部３０により、閾値Ｔｔｈ以上であると判別した場合にはステップＳ４３に処理を移し、閾値Ｔｔｈ未満であると判別した場合にはステップＳ４２の処理を繰り返す。
　ステップＳ４３において、センサ１は、特徴量取得部１０により、機器内の潤滑油の導電率を求め、ステップＳ４４に処理を移す。
　ステップＳ４４において、センサ１は、計時部２０により、特徴量取得部１０により導電率を前回求めたタイミングから、サンプリング時間Δｔ以上の時間が経過しているか否かを判別する。センサ１は、計時部２０により、経過していると判別した場合にはステップＳ４５に処理を移し、経過していないと判別した場合にはステップＳ４４の処理を繰り返す。
　ステップＳ４５において、センサ１は、特徴量取得部１０により、機器内の潤滑油の導電率を求め、ステップＳ４６に処理を移す。
　ステップＳ４６において、センサ１は、状態判定部３０により、特徴量取得部１０により求めた直近２回の導電率に基づいて、単位時間当たりの導電率の変化量Δσを算出し、ステップＳ４７に処理を移す。
　ステップＳ４７において、センサ１は、状態判定部３０により、単位時間当たりの導電率の変化量Δσが閾値Δσｔｈ未満であるか否かを判別する。センサ１は、状態判定部３０により、閾値Δσｔｈ未満であると判別した場合にはステップＳ４８に処理を移し、閾値Δσｔｈ以上であると判別した場合にはステップＳ４９に処理を移す。
　ステップＳ４８において、センサ１は、状態判定部３０により、機器内の潤滑油の状態が状態ＳＴ７であると判定し、ステップＳ４４に処理を戻す。
　ステップＳ４９において、センサ１は、状態判定部３０により、機器内の潤滑油の状態が状態ＳＴ８であると判定し、図１４から図１８に示す処理を終了する。
　ステップＳ５０において、センサ１は、状態判定部３０により、機器内の潤滑油の状態が状態ＳＴ９であると判定し、図１４から図１８に示す処理を終了する。
　図１８のステップＳ６１において、センサ１は、状態判定部３０により、単位時間当たりの導電率の変化量Δσが閾値Δσｔｈ未満であるか否かを判別する。センサ１は、状態判定部３０により、閾値Δσｔｈ未満であると判別した場合にはステップＳ６２に処理を移し、閾値Δσｔｈ以上であると判別した場合にはステップＳ６６に処理を移す。
　ステップＳ６２において、センサ１は、状態判定部３０により、機器内の潤滑油の状態が状態ＳＴ３であると判定し、ステップＳ６３に処理を移す。
　ステップＳ６３において、センサ１は、計時部２０により、特徴量取得部１０により導電率を前回求めたタイミングから、サンプリング時間Δｔ以上の時間が経過しているか否かを判別する。センサ１は、計時部２０により、経過していると判別した場合にはステップＳ６４に処理を移し、経過していないと判別した場合にはステップＳ６３の処理を繰り返す。
　ステップＳ６４において、センサ１は、特徴量取得部１０により、機器内の潤滑油の導電率を求め、ステップＳ６５に処理を移す。
　ステップＳ６５において、センサ１は、状態判定部３０により、特徴量取得部１０により求めた直近２回の導電率に基づいて、単位時間当たりの導電率の変化量Δσを算出し、ステップＳ６１に処理を戻す。
　ステップＳ６６において、センサ１は、状態判定部３０により、機器内の潤滑油の状態が状態ＳＴ４であると判定し、図１４から図１８に示す処理を終了する。
　なお、状態ＳＴ４には、上述のように図６から図８の３種類の状態がある。ステップＳ６６では、センサ１は、図７に示した状態ＳＴ４だけでなく、図６に示した状態ＳＴ４についても、判定することができる。ステップＳ６６において、機器内の潤滑油の状態が図６に示した状態ＳＴ４であると判定する場合について、以下に説明する。
　センサ１は、ステップＳ６１において、単位時間当たりの導電率の変化量Δσが閾値Δσｔｈ未満であるか否かによって、処理を変えている。このため、閾値Δσｔｈの設定によっては、実際には図６に示したように、単位時間当たりの誘電率の変化量Δεおよび単位時間当たりの導電率の変化量Δσが同じタイミングで変化しているにもかかわらず、単位時間当たりの誘電率の変化量Δεが変化した後に、単位時間当たりの導電率の変化量Δσが変化したと判別する可能性がある。この場合、センサ１は、ステップＳ６２において状態ＳＴ３であると判定した後に、ステップＳ６３からＳ６５およびステップＳ６１、Ｓ６２を１回以上繰り返した後に、ステップＳ６６において状態ＳＴ３から状態ＳＴ４に状態が遷移した判定することになる。
　また、図６に示したように、単位時間当たりの誘電率の変化量Δεおよび単位時間当たりの導電率の変化量Δσが同じタイミングで変化するとともに、単位時間当たりの誘電率の変化量Δεおよび単位時間当たりの導電率の変化量Δσが同じタイミングで変化したとセンサ１が判定した場合には、状態ＳＴ３であると判定することなく、ステップＳ６６において状態ＳＴ４であると判定することになる。
　センサ１は、特徴量取得部１０により、潤滑油の誘電率および導電率を求め、計時部２０により、機器に潤滑油が投入されてからの時間を計時する。また、状態判定部３０により、特徴量取得部１０により求められた誘電率および導電率と、計時部２０により計時された時間と、に基づいて、潤滑油の状態を判定する。このため、潤滑油の誘電率および導電率に、機器に潤滑油が投入されてからの時間も組み合わせて、潤滑油の状態を判定することになる。したがって、潤滑油の状態をより詳細に判定することができる。
　また、潤滑油に異常が発生すると、潤滑油の誘電率と、潤滑油の導電率と、のうち少なくともいずれかが大きく変化する。このため、潤滑油に異常が発生すると、単位時間当たりの誘電率の変化量Δεと、単位時間当たりの導電率の変化量Δσと、のうち少なくともいずれかが大きく変化することになる。
　そこで、センサ１は、状態判定部３０により、特徴量取得部１０により求められた誘電率に基づいて、単位時間当たりの誘電率の変化量Δεを求めるとともに、特徴量取得部１０により求められた導電率に基づいて、単位時間当たりの導電率の変化量Δσを求める。また、状態判定部３０により、求めた単位時間当たりの誘電率の変化量Δεと、求めた単位時間当たりの導電率の変化量Δσと、単位時間当たりの誘電率の変化量Δεおよび単位時間当たりの導電率の変化量Δσを求めた際において計時部２０により計時された時間Ｔと、に基づいて、潤滑油の状態を判定する。このため、潤滑油に異常が発生したタイミングを適切に判定することができ、潤滑油の状態をより詳細に判定することができる。
　また、センサ１は、状態判定部３０により、単位時間当たりの誘電率の変化量Δεが閾値Δεｔｈ以上になったタイミングと、単位時間当たりの導電率の変化量Δσが閾値Δσｔｈ以上になったタイミングと、を求め、これら２つのタイミングに基づいて、潤滑油の状態を判定する。このため、潤滑油に異常が発生したタイミングを適切に判定することができ、潤滑油の状態をより詳細に判定することができる。
　なお、本実施形態では、誘電率および導電率をそれぞれ２回求め、求めた結果に基づいて、単位時間当たりの誘電率の変化量Δεと、単位時間当たりの導電率の変化量Δσと、を算出した。しかし、これに限らず、誘電率および導電率をそれぞれ３回以上求めてもよい。この場合、例えば縦軸が誘電率で横軸が時間を示すグラフを想定すると、特徴量取得部１０により求めた誘電率の各点の回帰直線の傾きを求め、単位時間当たりの誘電率の変化量Δεとしてもよい。また、単位時間当たりの導電率の変化量Δσについても、単位時間当たりの誘電率の変化量Δεと同様に、特徴量取得部１０により求めた導電率の各点の回帰直線の傾きを求め、単位時間当たりの導電率の変化量Δσとしてもよい。
　また、本実施形態では、センサ１は、潤滑油の状態を検出したが、これに限らず、流体であれば状態を検出することができる。例えば、センサ１により、水の汚染度を検出したり、薬品や飲料の品質を検出したりすることもできる。
　また、本実施形態では、平板状の極板で電極１２、１３を形成し、これら電極１２、１３を互いに並行して配置した。しかし、これに限らず、例えば円柱状や楕円柱状の極板で電極１２、１３を形成してもよい。また、例えば同軸円筒型コンデンサーのように、内径が異なる２つの円筒状の極板で電極１２、１３を形成し、それぞれの中心軸が一致した状態で電極１２、１３のいずれか一方をいずれか他方の内部に配置してもよい。
　また、本実施形態では、センサ１は、図１４から図１８に示した処理を、予め定められた時間が経過するたびにステップＳ１から繰り返し実行して、単位時間当たりの誘電率の変化量Δεと、単位時間当たりの導電率の変化量Δσと、をそれぞれ繰り返し求める。そして、単位時間当たりの誘電率の変化量Δεと、単位時間当たりの導電率の変化量Δσと、機器内に潤滑油が投入されたタイミングから単位時間当たりの誘電率の変化量Δεを求めたタイミングまでの時間と、機器内に潤滑油が投入されたタイミングから単位時間当たりの導電率の変化量Δσを求めたタイミングまでの時間と、に基づいて、機器内の潤滑油の状態を判定した。
　しかし、これに限らず、機器内に潤滑油が投入されてから時間Ｔ１が経過したタイミングと、機器内に潤滑油が投入されてから時間Ｔ２が経過したタイミングと、において、単位時間当たりの誘電率の変化量Δεおよび単位時間当たりの導電率の変化量Δσを求め、機器内に潤滑油が投入されてから時間Ｔ１が経過したタイミングで求めた単位時間当たりの誘電率の変化量Δεと、機器内に潤滑油が投入されてから時間Ｔ２が経過したタイミングで求めた単位時間当たりの誘電率の変化量Δεと、機器内に潤滑油が投入されてから時間Ｔ１が経過したタイミングで求めた単位時間当たりの導電率の変化量Δσと、機器内に潤滑油が投入されてから時間Ｔ２が経過したタイミングで求めた単位時間当たりの導電率の変化量Δσと、に基づいて、機器内の潤滑油の状態を判定してもよい。なお、時間Ｔ１は、閾値Ｔｔｈ以下の時間であり、潤滑油の種類や、機器の種類や、機器の稼働状況などに応じて適宜設定され、例えば数十時間程度であってもよい。また、時間Ｔ２は、閾値Ｔｔｈよりも長い時間であり、潤滑油の種類や、機器の種類や、機器の稼働状況などに応じて適宜設定され、例えば数百時間程度であってもよい。この場合でも、本実施形態と同様の効果を奏することができる。
　なお、時間Ｔ１、Ｔ２は、バスタブ曲線に応じて設定することができ、例えば機器内に投入された潤滑油の推奨交換時期が１年または３０００時間である場合には、時間Ｔ２は、上述の推奨交換時期よりも短くなる。
　また、単位時間当たりの誘電率の変化量Δεおよび単位時間当たりの導電率の変化量Δσを、機器内に潤滑油が投入されてから時間Ｔ１が経過してから、機器内に潤滑油が投入されてから時間Ｔ２が経過するまでの期間に、１回以上求めるようにしてもよい。また、単位時間当たりの誘電率の変化量Δεおよび単位時間当たりの導電率の変化量Δσを、機器内に潤滑油が投入されてから時間Ｔ２が経過した後の期間に、１回以上求めるようにしてもよい。ただし、機器内に潤滑油が投入されてから時間Ｔ１が経過してから、機器内に潤滑油が投入されてから時間Ｔ２が経過するまでの期間では、センサ１の故障発生の確率は比較的低い。このため、この期間に単位時間当たりの誘電率の変化量Δεおよび単位時間当たりの導電率の変化量Δσを求める必要性は低い。
　また、本実施形態において、センサ１は、図１５のステップＳ２６の直前に、計時部２０により、機器内に潤滑油が投入されてからの時間Ｔを取得するステップと、状態判定部３０により、上述の取得した時間Ｔが閾値Ｔｔｈ未満であるか否かを判別するステップと、を実行するようにしてもよい。この場合、センサ１は、状態判定部３０により、閾値Ｔｔｈ以上であると判別した場合にはステップＳ２６に処理を移し、閾値Ｔｔｈ未満であると判別した場合には図１７のステップＳ５０に処理を移せばよい。このようにすることで、単位時間当たりの誘電率の変化量Δεおよび単位時間当たりの導電率の変化量Δσが、互いに異なるタイミングであって、機器内に潤滑油が投入されてから閾値Ｔｔｈが経過するよりも前のタイミングで、変化した場合でも、機器内の潤滑油の状態が状態ＳＴ９であると判定されることになる。
　以上、本実施形態について説明したが、この実施形態によれば、流体の状態をより詳細に判定することができる。
　なお、この発明の実施形態につき、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計なども含まれる。
　さらに、本発明は、例えば水圧機器に適用することもできる。
　１　　センサ
　１０　　特徴量取得部
　１１　　基部
　１２、１３　　電極
　１４　　電源部
　１５　　取得部
　２０　　計時部
　３０　　状態判定部

Claims (4)

  1. 　機器内の流体の状態を判定するセンサであって、
    　前記流体の誘電率および導電率を求める特徴量取得部と、
    　前記機器に前記流体が投入されてからの時間を計時する計時部と、
    　前記特徴量取得部により求められた誘電率および導電率と、前記計時部により計時された時間と、に基づいて、前記流体の状態を判定する状態判定部と、を備えることを特徴とするセンサ。
  2. 　前記状態判定部は、
    　前記特徴量取得部により求められた誘電率に基づいて、単位時間当たりの誘電率の変化量を求めるとともに、
    　前記特徴量取得部により求められた導電率に基づいて、単位時間当たりの導電率の変化量を求め、
    　求めた単位時間当たりの誘電率の変化量と、求めた単位時間当たりの導電率の変化量と、単位時間当たりの誘電率の変化量を求めた際に前記計時部により計時された時間と、単位時間当たりの導電率の変化量を求めた際に前記計時部により計時された時間と、に基づいて、前記流体の状態を判定することを特徴とする請求項１に記載のセンサ。
  3. 　前記状態判定部は、
    　求めた単位時間当たりの誘電率の変化量と、単位時間当たりの誘電率の変化量を求めた際に前記計時部により計時された時間と、に基づいて、単位時間当たりの誘電率の変化量が誘電率閾値以上になったタイミングを求めるとともに、
    　求めた単位時間当たりの導電率の変化量と、単位時間当たりの導電率の変化量を求めた際に前記計時部により計時された時間と、に基づいて、単位時間当たりの導電率の変化量が導電率閾値以上になったタイミングを求め、
    　前記２つのタイミングに基づいて、前記流体の状態を判定することを特徴とする請求項２に記載のセンサ。
  4. 　前記状態判定部は、
    　前記特徴量取得部により求められた誘電率に基づいて、予め定められた第１の時間が前記計時部により計時されたタイミングと、前記第１の時間よりも長い第２の時間が前記計時部により計時されたタイミングと、において、単位時間当たりの誘電率の変化量を求めるとともに、
    　前記特徴量取得部により求められた導電率に基づいて、前記第１の時間が前記計時部により計時されたタイミングと、前記第２の時間が前記計時部により計時されたタイミングと、において、単位時間当たりの導電率の変化量を求め、
    　前記第１の時間が前記計時部により計時されたタイミングにおいて求めた単位時間当たりの誘電率の変化量と、前記第２の時間が前記計時部により計時されたタイミングにおいて求めた単位時間当たりの誘電率の変化量と、前記第１の時間が前記計時部により計時されたタイミングにおいて求めた単位時間当たりの導電率の変化量と、前記第２の時間が前記計時部により計時されたタイミングにおいて求めた単位時間当たりの導電率の変化量と、に基づいて、前記流体の状態を判定することを特徴とする請求項１に記載のセンサ。
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