WO2019187106A1 - 水分混入検出装置、水分混入検出プログラム、水分混入検出方法、及び水分混入検出システム - Google Patents

水分混入検出装置、水分混入検出プログラム、水分混入検出方法、及び水分混入検出システム Download PDF

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oil
moisture
water
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英光 原田
中谷　博司
彩子 橋元
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日本郵船株式会社
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    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G05B19/048—Monitoring; Safety

Definitions

  • the present invention relates to a moisture contamination detection apparatus, a moisture contamination detection program, a moisture contamination detection method, and a moisture contamination detection system.
  • a machine oil such as a lubricating oil
  • the function as the machine oil decreases.
  • the amount of water dissolved in the machine oil exceeds the saturated water amount and appears in the oil as free water, the machine is likely to fail or break.
  • an internal combustion engine such as a diesel engine or an external combustion engine such as a steam turbine
  • seizure due to oil film breakage is likely to occur, resulting in damage such as bearing damage. The possibility becomes high.
  • the amount of moisture dissolved in the machine oil is monitored and managed. Since the saturated water content of machine oil varies depending on factors such as the type of machine oil, the period of use, and the temperature during use, the absolute water content dissolved in the oil (for example, ppm) ) Is considered to be more appropriate to use the water activity value (Water Activity, Aw), which is the relative water content.
  • the water activity value is calculated from the capacitance and oil temperature in the lubricating oil, and the calculated water content
  • a device for diagnosing that the lubricating oil is in an abnormal state is described when the activity value exceeds a threshold value determined based on the result of the rolling and sliding fatigue life test.
  • the present invention has been made in view of the above problems. That is, the subject of this invention is providing the water
  • the present inventors use a predicted value (a value assumed in a normal case) related to the amount of water in oil instead of a predetermined threshold as a comparison target of an actual value related to the amount of water in oil. I thought that the above problem could be solved. Further, the present inventors provide information indicating that a predetermined condition is satisfied when the relationship between the two satisfies a predetermined condition, for example, a difference between an actual measurement value and a predicted value is outside a predetermined allowable range (for example, For example, it was considered that an unexpected or abnormal increase in water content could be detected even in a range that was determined to be normal by a conventional method.
  • the inventors have determined that the amount of water in the oil and the environmental data of the oil (for example, the oil temperature) and the data related to the environment of the oil (for example, the ambient temperature and humidity). Have a correlation, and it has been found that the amount of water in the oil can be predicted by measuring the environmental data of the oil and the data related to the surrounding environment of the oil, and the present invention has been completed.
  • the environmental data of the oil for example, the oil temperature
  • the data related to the environment of the oil for example, the ambient temperature and humidity
  • the gist of the present invention is as follows.
  • a water contamination detection device for detecting water contamination in oil, based on the correlation between the environmental data of oil and / or the data related to the surrounding environment of the oil and the data related to the amount of water in the oil, Predicted data calculating means for calculating predicted data relating to the moisture content in oil from the measured environmental data for oil and / or data relating to the surrounding environment of the oil, and measured data obtaining means for obtaining measured data relating to the moisture content in the oil
  • a condition determination means for comparing the acquired actual measurement data with the calculated prediction data to determine whether the relationship between the actual measurement data and the prediction data satisfies a predetermined condition; and the relationship between the actual measurement data and the prediction data
  • a water contamination detection apparatus comprising: information output means for outputting information indicating that the predetermined condition is satisfied when it is determined that the predetermined condition is satisfied.
  • the predetermined condition is that the difference between the predicted data and the measured data is greater than or equal to a predetermined allowable range, or the amount of change per unit time of the difference between the predicted data and the measured data is greater than or equal to the predetermined allowable range.
  • a moisture contamination detection program for causing a computer device to detect moisture contamination in oil.
  • the computer device is related to oil environment data and / or data related to the oil environment and the amount of moisture in the oil.
  • Predicted data calculating means for calculating predicted data related to the amount of water in the oil from the measured environmental data of the oil and / or data related to the surrounding environment of the oil based on the correlation with the data, measured data regarding the amount of water in the oil.
  • the actual measurement data acquisition means for acquiring the condition
  • the condition determination means for comparing the acquired actual measurement data and the calculated prediction data, and determining whether the relationship between the actual measurement data and the prediction data satisfies a predetermined condition, actual measurement data
  • information output means for outputting information indicating that the predetermined condition is satisfied when it is determined that the relationship between the prediction data and the predicted data satisfies the predetermined condition To ability, moisture contamination detection program.
  • a moisture contamination detection method that is executed in a moisture contamination detection device that detects moisture contamination in oil, and includes: environmental data of oil and / or data related to the surrounding environment of oil and data related to the amount of moisture in the oil. Based on the correlation, calculate predicted data related to the amount of water in the oil from the measured environmental data of the oil and / or data related to the surrounding environment of the oil, obtain the measured data related to the amount of water in the oil, and obtain the actual measured data Compare the data with the calculated prediction data to determine whether the relationship between the actual measurement data and the prediction data satisfies a predetermined condition, and determine that the relationship between the actual measurement data and the prediction data satisfies a predetermined condition A moisture contamination detection method that outputs information indicating that a predetermined condition is satisfied when it is performed.
  • a moisture contamination detection device for detecting moisture contamination in a lubricating oil used in an internal combustion engine or an external combustion engine of a ship, and a moisture content measuring device capable of measuring actual measurement data regarding the moisture content in the lubricating oil.
  • a moisture contamination detection system having a moisture contamination detection device measured based on the correlation between the environmental data of the lubricating oil and / or the data related to the surrounding environment of the lubricating oil and the data related to the amount of water in the lubricating oil.
  • Prediction data calculation means for calculating prediction data related to the amount of water in the lubricating oil from environmental data of the lubricating oil and / or data related to the surrounding environment of the lubricating oil, and the amount of water in the lubricating oil measured by the water content measuring device
  • Measured data acquisition means for acquiring measured data, the acquired measured data and the calculated predicted data are compared, and there is a relationship between the measured data and the predicted data.
  • An information output that outputs information indicating that the predetermined condition is satisfied when it is determined that the relationship between the measured data and the predicted data satisfies the predetermined condition And a moisture contamination detection system.
  • the present invention it is possible to determine whether or not the amount of water in the oil is really normal under the environmental conditions.
  • oil refers to, for example, machine oil such as lubricating oil, cooling oil, and hydraulic oil.
  • water content in oil refers to, for example, the amount of water dissolved in oil indicated by using a predetermined scale.
  • FIG. 1 is an example of a block diagram showing a configuration of a moisture contamination detection system according to an embodiment of the present invention.
  • the moisture contamination detection system 5 includes a moisture contamination detection device 1, a communication network 2, an environmental data measurement device 3, and a moisture content measurement device 4.
  • the environmental data measuring device 3 is a device that measures oil environmental data and / or data related to the environment surrounding the oil (hereinafter also referred to as “environmental data”), and includes at least environmental data measuring means 31.
  • environmental data measuring device 3 a conventionally known device can be appropriately employed depending on the measurement object. Further, there may be a plurality of environmental data measuring devices 3 according to the number of measurement objects.
  • the environmental data of the oil to be measured and the data related to the surrounding environment of the oil are particularly limited if, for example, there is a correlation with the amount of water in the oil and the prediction data of the amount of water in the oil can be calculated.
  • Specific examples of oil environmental data include oil temperature and hydraulic pressure.
  • Specific examples of data related to the environment surrounding oil include temperature, humidity, or atmospheric pressure at a predetermined position around the oil.
  • One type of measurement target may be used, or two or more types may be combined. From the standpoint that the measurement is simple and the accuracy of the prediction data can be increased, the temperature and humidity at a predetermined position around the oil are preferably measured.
  • the “predetermined position around the oil” is not particularly limited as long as it is a position where environmental data correlated with the amount of water in the oil can be measured.
  • the inside of the machine where the oil is used What is necessary is just to determine suitably according to the kind, installation aspect, etc. of this machine, such as the vicinity of this machine, or any position in the sealed space or semi-sealed space where this machine was installed.
  • Preferable specific examples include any position in the engine room and the engine room.
  • the “sealed space” refers to an area where it is possible to maintain a state in which inflow and outflow of air hardly occur.
  • the “semi-enclosed space” refers to an area where, for example, a state where inflow and outflow of air only partially occurs can be maintained.
  • the water content measuring device 4 is a device for measuring actual measurement data relating to the water content in oil, and includes at least a water content measuring means 41.
  • a conventionally known device can be appropriately employed depending on the scale used.
  • the scale used when measuring the water content is not particularly limited, and may be an absolute water content (for example, ppm) or a relative water content such as a water activity value. Regardless of the type of oil, the period of use, the temperature at the time of use, etc., it is preferable to use the water activity value from the viewpoint that the risk of free water generation can be evaluated directly and easily.
  • the environmental data measurement device 3 and the moisture content measurement device 4 are connected to the moisture contamination detection device 1 via the communication network 2.
  • the environmental data measuring device 3 and the water content measuring device 4 do not need to be always connected to the moisture contamination detecting device 1, and only need to be connectable if necessary.
  • the connection may be a wireless connection or a wired connection.
  • the environmental data measured by the environmental data measuring device 3 and the actual measurement data regarding the amount of water in the oil are transmitted to the moisture contamination detecting device 1 via the communication network 2.
  • the moisture contamination detection system 5 may not include the communication network 2.
  • the data measured by the environmental data measuring device 3 and the water content measuring device 4 may be input by the user directly to the moisture contamination detecting device 1, for example.
  • the moisture contamination detection device 1 includes an environmental data acquisition unit 11, a prediction data calculation unit 12, an actual measurement data acquisition unit 13, a condition determination unit 14, an information output unit 15, and an allowable range specifying unit 16.
  • the moisture contamination detection device 1 is a computer device including at least a control unit (central processing unit: Central Processing Unit), ROM (Read Only Memory), RAM (Random Access Memory), and a storage unit. is there.
  • the ROM or storage unit of the moisture contamination detection apparatus 1 stores a program for executing each process by the moisture contamination detection apparatus 1 in the moisture contamination detection system according to the embodiment of the present invention.
  • Each process by the moisture contamination detection apparatus 1 is a process realized by each means described in detail below, or a process described later using the flowchart of FIG.
  • the environmental data acquisition unit 11 has a function of acquiring environmental data measured by the environmental data measuring device 3.
  • the environmental data acquisition unit 11 receives environmental data and the like from the environmental data measuring device 3 via the communication network 2, for example.
  • the received environmental data or the like is preferably stored in the storage unit.
  • the prediction data calculation means 12 measures the environmental data based on the correlation (hereinafter also simply referred to as “correlation”) between the environmental data of the oil and / or the data related to the surrounding environment of the oil and the data related to the amount of water in the oil. It has a function of calculating prediction data relating to the amount of water in oil from environmental data measured by the device 3.
  • Correlation is normal, for example, where it is estimated that there is no unexpected increase in the amount of water in the oil, or that the amount of water in the oil is assumed to be at a value normally assumed under the environmental conditions. In a state, it can be obtained by actually measuring the amount of water in the oil and environmental data over a predetermined period, and processing each obtained data by a predetermined statistical method. That is, the correlation can be said to be a function having the amount of water in oil as an objective variable and environmental data or the like as explanatory variables.
  • the statistical method is not particularly limited, but from the viewpoint that it is simple and the accuracy of the prediction data is high, for example, a single regression analysis using the amount of water in oil as an objective variable and one kind of environmental data as an explanatory variable.
  • the multiple regression analysis using two or more kinds of environmental data as explanatory variables is more preferable.
  • the predetermined period is not particularly limited and may be appropriately determined according to the type of machine in which the oil is used. From the viewpoint of improving the accuracy of the prediction data, for example, two weeks, one month It is preferable that the period is long to some extent, such as a period of two months or four months or more.
  • the correlation and the data measured in the past are preferably stored in, for example, the ROM or the storage unit of the moisture contamination detection device 1.
  • the predicted data calculating unit 12 substitutes values such as the environmental data acquired by the environmental data acquiring unit 11 into a function stored as a correlation, and calculates predicted data related to the amount of moisture in the oil.
  • the correlation is configured to be sequentially updated based on the environmental data acquired by the prediction data calculation unit 12 and the actual measurement data regarding the amount of water in oil acquired by the actual measurement data acquisition unit 13 described later. You may do it. In other words, newly acquired environmental data, etc. and actual measurement data related to the moisture content are added to the measured data related to the environmental data, etc. and moisture content measured in the past at a predetermined timing, and new statistical processing is performed on the data including the added data. Thus, the correlation may be updated. With such a configuration, it is possible to further improve the accuracy of the prediction data.
  • the position where the environmental data used for calculating the correlation is measured and the position where the environmental data acquired by the environmental data acquisition unit 11 is measured. It is preferable that the positions are substantially the same.
  • the correlation varies depending on the type of machine in which the oil is used and the usage environment, the type and age of the oil, and the measurement position of environmental data. For example, when the lubricating oil used for the internal combustion engine of a ship is given as an example, the correlation differs for each ship.
  • the actual measurement data acquisition means 13 has a function of acquiring actual measurement data related to the amount of water in the oil measured by the water content measuring device 4.
  • the actual measurement data acquisition unit 13 receives actual measurement data related to the amount of moisture in the oil from the moisture amount measuring device 4 via the communication network 2, for example. It is preferable that the actually measured data regarding the received moisture content is stored in the storage unit.
  • the condition determination unit 14 compares the actual measurement data acquired by the actual measurement data acquisition unit 13 with the prediction data calculated by the prediction data calculation unit 12, and determines whether the relationship between the actual measurement data and the prediction data satisfies a predetermined condition. It has a function to determine whether or not.
  • the predetermined condition is, for example, a condition for determining whether or not the amount of water in the oil is normal under the environmental conditions, and it can be said that the predicted data and the actually measured data are abnormally separated. It is a condition.
  • the predetermined condition for example, the difference between the predicted data and the measured data is greater than or equal to a predetermined allowable range, or the amount of change per unit time of the difference between the predicted data and the measured data is greater than or equal to the predetermined allowable range.
  • the predetermined allowable range may be set in advance by the user, for example, or a value specified by the allowable range specifying means 16 described later may be used.
  • the information output unit 15 has a function of outputting information indicating that the predetermined condition is satisfied when the condition determining unit 14 determines that the relationship between the actually measured data and the predicted data satisfies the predetermined condition.
  • the information output means 15 preferably outputs information for displaying on a predetermined display device that a predetermined condition is satisfied or outputting a sound by a predetermined audio output device. That is, the information output means 15 outputs a visual or audible alarm (hereinafter also referred to as “alarm”) when it is determined that the amount of water in the oil is abnormal under the environmental conditions. Preferably there is.
  • the permissible range specifying means 16 has a function of specifying a permissible range used when determining whether or not the relationship between the measured data and the predicted data satisfies a predetermined condition.
  • the allowable range specifying unit 16 preferably specifies the allowable range based on, for example, a history of the difference between the predicted data and the actual measurement data or a history of the amount of change per unit time of the difference between the predicted data and the actual measurement data.
  • the allowable range is, for example, a range in which the difference between the prediction data and the actual measurement data is not abnormally deviated, that is, the actual measurement data is in a normal range.
  • the allowable range specifying unit 16 may specify an upper limit allowable as the difference between the predicted data and the actually measured data.
  • the moisture contamination detection process when moisture contamination such as an unexpected or abnormal increase in the amount of moisture in the lubricating oil used in the ship's internal combustion engine (hereinafter also referred to as “main engine”) is detected.
  • main engine internal combustion engine
  • the use of oil and the machine in which the oil is used are not limited to the above examples.
  • the machine oil such as cooling oil and hydraulic oil, the external combustion engine in which the machine oil is used, and other Can be widely applied to factory machines.
  • the water content in the oil is a water activity value (unit: aw) measured using a commercially available water activity value measurement sensor.
  • temperature and humidity measured in the engine room in which the internal combustion engine is installed are used as environmental data and the like.
  • FIG. 2 is an example of a graph representing actual measurement data of the amount of water in oil and measurement data related to the environment surrounding the oil according to the embodiment of the present invention, and supports the above findings of the present inventors.
  • FIG. 2 shows the main engine load, engine room temperature and humidity (relative humidity), and the period from 9:00 on July 9, 2017 to midnight on July 24, 2017.
  • the water activity value in the lubricating oil is measured every hour, and the obtained values are plotted.
  • “ME Load” indicates the main engine load
  • ER Temp indicates the temperature in the engine room
  • ER Humid indicates the humidity in the engine room
  • WIO indicates the water activity value in the lubricating oil.
  • FIG. 2 shows that there is a correlation between the water activity value in the lubricating oil and the temperature and humidity in the engine room.
  • a multiple regression analysis was performed with the water activity value in the lubricating oil as the objective variable and the temperature and humidity in the engine room as the explanatory variables.
  • the correlation is obtained, and the obtained correlation (for example, multiple regression equation) is stored in the storage unit of the moisture contamination detection apparatus 1.
  • the water activity value in the lubricating oil, the temperature and humidity in the engine room are higher in the sections where the main engine load is greatly increased or decreased, such as immediately after the start of operation of the main engine and after the operation is stopped.
  • the correlation with is weak. Therefore, from the viewpoint of improving the accuracy of the prediction data, it is preferable not to use data in such a section when performing a statistical process and calculating a function indicating a correlation.
  • FIG. 3 is an example of a flowchart of the moisture mixing detection process according to the embodiment of the present invention.
  • the environmental data measuring device 3 measures the temperature and humidity in the engine room (step A1).
  • the environmental data measuring device 3 transmits data relating to the measured temperature and humidity to the moisture contamination detecting device 1 (step A2).
  • the data transmitted in step A2 preferably includes information regarding the time when the data was measured.
  • the environmental data measuring device 3 repeats the processing from step A1 to step A2 continuously or at predetermined intervals.
  • the water content measuring device 4 measures the water activity value in the lubricating oil (step B1). Next, the water content measuring device 4 transmits data relating to the measured water activity value to the water contamination detection device 1 (step B2).
  • the data transmitted in step B2 preferably includes information regarding the time when the data was measured.
  • the moisture content measuring device 4 repeats the processing from step B1 to step B2 continuously or at predetermined intervals.
  • the moisture contamination detection apparatus 1 receives data related to the temperature and humidity transmitted in step A2, and receives data related to the water activity value transmitted in step B2 (step S1). Each received data is preferably stored in the storage unit in association with data relating to the measured time.
  • the moisture contamination detection device 1 calculates a predicted value of the moisture activity value in the lubricating oil based on the correlation stored in the storage unit and the data regarding the temperature and humidity received in Step S1 (Step S1). S2).
  • a predicted value is calculated by substituting temperature and humidity into a multiple regression equation (bivariate linear function) calculated as a correlation.
  • the correlation may be updated using each received new data, triggered by the reception of each newly measured data in step S1.
  • the predicted value may be calculated using an equation as shown in FIG.
  • FIG. 4 is an example of a graph showing the relationship between the water activity value and the temperature at each humidity according to the embodiment of the present invention.
  • the predicted value of the water activity value can be calculated by substituting the measured temperature into the uppermost straight line expression indicated by the solid line. .
  • the predicted value can be calculated by substituting the value of the temperature into a linear equation corresponding to each humidity.
  • the moisture contamination detection apparatus 1 determines whether or not the data regarding the water activity value received in step S1, that is, the relationship between the actually measured value of the water activity value and the predicted value calculated in step S2 satisfies a predetermined condition. Is determined (step S3).
  • the actually measured value and the predicted value to be compared are preferably values based on data measured at substantially the same time. Step S3 will be described in more detail in a later paragraph.
  • step S3 When it is determined in step S3 that the predetermined condition is satisfied (Yes in step S3), that is, when moisture contamination is detected, the moisture contamination detection apparatus 1 outputs information indicating that the predetermined condition is satisfied. (Step S4), the process ends.
  • step S4 for example, a message indicating that moisture contamination has been detected on a predetermined display device is displayed, or a sound is output from a predetermined audio output device to indicate that moisture contamination has been detected. A visual and / or audible alarm is output.
  • step S3 If it is determined in step S3 that the predetermined condition is not satisfied (No in step S3), the process is terminated.
  • the water contamination detection device 1 receives data on temperature and humidity from the environmental data measurement device 3 and receives the data on the water activity value from the water content measurement device 4 every time the processing of the above steps S1 to S4 is performed. repeat.
  • the predetermined condition is that the difference between the predicted value and the actually measured value is greater than or equal to a predetermined allowable range set in advance.
  • the allowable range can be appropriately set based on, for example, data used when calculating a function indicating a correlation, a residual analysis of the data, and the like. For example, when the allowable range is set to 0.15 aw and the predicted value is 0.25 aw, it is determined that a predetermined condition is satisfied if the actual measurement value is 0.40 aw or more, and moisture contamination is detected. An alarm indicating that is output.
  • FIG. 5 is a graph showing an example of an alarm range according to the embodiment of the present invention.
  • the straight line L shown in FIG. 5 is a single regression equation with the water activity value as an objective variable and the temperature in the engine room as an explanatory variable for easy understanding.
  • a region having a threshold value T1 (water activity value 0.5 aw) or higher is set as a “High Alarm” region
  • a region having a threshold value T2 (water activity value 0.9 aw) or higher is set as a “High-High Alarm” region.
  • these areas are areas where there is a high risk of free water occurrence, they are areas where alarms have been issued in the past.If actual measurement values are included in these areas, free water is used regardless of the predicted value. An alarm indicating that the risk of occurrence is high is output.
  • the values of the thresholds T1 and T2 may be changed as appropriate.
  • the alarm range is only the “High Alarm” region and the “High-High Alarm” region as in the past, that is, if the alarm range is only a range equal to or more than a uniform threshold value, water contamination occurs in the lubricating oil. Even if it is, an alarm is not issued unless a uniformly set threshold value is exceeded, so it is not possible to detect moisture contamination early.
  • the threshold value for indicating the “High Alarm” region is set to a lower value, the saturated moisture content changes due to a change in the temperature of the lubricating oil, or is normally assumed under the environmental conditions. An alarm is also issued when the water activity value increases within a range that can be considered normal due to an increase in the amount of water.
  • an area in which the difference between the predicted value and the actual measurement value is equal to or greater than the predetermined allowable range P is set as “added alarm range”, and a new alarm range that has not existed in the past is added. It enables early detection of moisture contamination and prevents alarms from being issued despite normal conditions.
  • the “alarm range to be added” is a range deviating from the predicted value by a predetermined allowable range P or more, that is, a range greatly deviating from a value that should be in a normal state. It can be determined that the lubricating oil is not in a normal state and water is mixed.
  • the predetermined permissible range P may be configured to be updated based on the history of the difference between the predicted value and the actual value or the history of the amount of change per unit time of the difference between the predicted value and the actual value. good. With such a configuration, it is possible to further improve the accuracy of detecting moisture contamination.
  • an alarm is issued when the measured value is larger than the predicted value by a predetermined allowable range P or more, but an alarm is also issued when the measured value is smaller than the predetermined allowable range P or more. May be issued.
  • the measured value is smaller than the predetermined allowable range P, the possibility that moisture has been mixed is low, but some other problem may have occurred.
  • the allowable range when the actual measurement value deviates upward from the predicted value and the allowable range when the actual measurement value deviates downward from the predicted value may be different.
  • step S3 it may be a predetermined condition that the amount of change per unit time of the difference between the prediction data and the actual measurement data is greater than or equal to a predetermined allowable range, or other conditions may be set.
  • the present invention relates to whether the water content in oil is really normal under the environmental conditions by comparing the value that should be in a normal state with the value actually measured in terms of the water content in the oil. Is to judge.
  • the predetermined condition is not particularly limited as long as it can be determined that the predetermined condition is not normal.
  • a plurality of predetermined conditions can be set. For example, when any one of the conditions is satisfied, an alarm is preferably issued.

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Abstract

本発明の課題は、油中の水分量がその環境条件下において本当に正常であるか否かを判断することが可能な、水分混入検出装置を提供することである。　上記課題は、油への水分混入を検出するための水分混入検出装置であって、油の環境データ及び／又は油の周囲環境に関するデータと油中の水分量に関するデータとの相関関係に基づいて、実測された油の環境データ及び／又は油の周囲環境に関するデータから油中の水分量に関する予測データを算出する予測データ算出手段と、油中の水分量に関する実測データを取得する実測データ取得手段と、取得した実測データと、算出した予測データとを比較して、実測データと予測データとの関係が所定の条件を満たすか否かを判定する条件判定手段と、実測データと予測データとの関係が所定の条件を満たすと判定された場合に、所定の条件を満たすことを示す情報を出力する情報出力手段とを備える、水分混入検出装置によって解決される。

Description

水分混入検出装置、水分混入検出プログラム、水分混入検出方法、及び水分混入検出システム
　本発明は、水分混入検出装置、水分混入検出プログラム、水分混入検出方法、及び水分混入検出システムに関する。
　一般的に、潤滑油などの機械油において、油中に溶存している水分量が上昇すると、機械油としての機能は低下する。特に、機械油中に溶存している水分量が飽和水分量を超え、フリーウォーターとして油中に現れるようになると、機械が故障や破損をする可能性が高くなることが知られている。例えば、ディーゼルエンジン等の内燃機関や蒸気タービン等の外燃機関においては、潤滑油中でフリーウォーターが発生すると、油膜切れによる焼き付き等が生じやすくなり、結果として、軸受損傷等の破損事故が起こる可能性が高くなってしまう。
　そこで、機械油中の水分量の上昇に起因する破損事故を未然に防ぐために、機械油中に溶け込んだ水分量を監視・管理することが行われている。機械油の種類や使用期間、使用時の温度等の要因により機械油の飽和水分量は異なってくることから、水分量の監視・管理にあたっては、油中に溶け込んだ絶対水分量（例えば、ｐｐｍ）を用いるよりも、相対水分量である水分活性値（Ｗａｔｅｒ　Ａｃｔｉｖｉｔｙ、Ａｗ）を用いる方が適切だと考えられている。
　水分活性値を用いて潤滑油中の水分量を監視・管理する装置として、例えば、特許文献１には、潤滑油中の静電容量および油温から水分活性値を算出し、算出された水分活性値が転がりすべり疲労寿命試験の結果に基づいて決定した閾値を超えた場合に、潤滑油が異常な状態にあると診断する装置が記載されている。
特開２０１２－１８０９２１号公報
　しかし、特許文献１に記載されている装置のように水分活性値の実測値と所定の閾値とを比較する方法では、例えば、油清浄機から潤滑油中に水分が混入する等の潤滑油系統における不具合が発生して水分活性値が上昇し、その環境条件下において通常想定される値よりも高い値を示していたとしても、水分活性値が閾値に達しない限りは正常と診断されてしまう。このように、特許文献１に記載されているような装置では、水分活性値が閾値以下の場合、その水分活性値がその環境条件下において本当に正常であるか否かを判断できないという問題があった。
　本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものである。すなわち、本発明の課題は、油中の水分量がその環境条件下において本当に正常であるか否かを判断することが可能な、水分混入検出装置を提供することである。
　本発明者らは、油中の水分量に関する実測値の比較対象として、所定の閾値の代わりに、油中の水分量に関する予測値（正常な場合に想定されるような値）を用いることで、上記課題が解決できると考えた。また、本発明者らは、実測値と予測値との差が所定の許容範囲外にあるなど、両者の関係が所定の条件を満たす場合に、所定の条件を満たすことを示す情報（例えば、警報など）を出力するよう構成すれば、例えば、従来の方法では正常と判断されていた範囲においても、予期せぬ、又は異常な水分量の増加を検知できると考えた。
　そして、本発明者らは、鋭意研究の結果、油中の水分量と、油の環境データ（例えば、油温など）や油の周囲環境に関するデータ（例えば、周囲の温度や湿度など）とには相関関係があり、油の環境データや油の周囲環境に関するデータを測定すれば、油中の水分量を予測できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
　本発明の要旨は、以下の通りである。
［１］　油への水分混入を検出するための水分混入検出装置であって、油の環境データ及び／又は油の周囲環境に関するデータと油中の水分量に関するデータとの相関関係に基づいて、実測された油の環境データ及び／又は油の周囲環境に関するデータから油中の水分量に関する予測データを算出する予測データ算出手段と、油中の水分量に関する実測データを取得する実測データ取得手段と、取得した実測データと、算出した予測データとを比較して、実測データと予測データとの関係が所定の条件を満たすか否かを判定する条件判定手段と、実測データと予測データとの関係が所定の条件を満たすと判定された場合に、所定の条件を満たすことを示す情報を出力する情報出力手段とを備える、水分混入検出装置。
［２］　油の周囲環境に関するデータが、油の周囲の所定位置における温度、湿度及び気圧からなる群の少なくとも１つのデータである、上記［１］に記載の水分混入検出装置。
［３］　油中の水分量に関するデータが、油の水分活性値である、上記［１］又は［２］に記載の水分混入検出装置。
［４］　油の環境データ及び／又は油の周囲環境に関するデータと油中の水分量に関するデータとの相関関係が、実測した油の環境データ及び／又は油の周囲環境に関するデータ、並びに、実測した油中の水分量に関するデータに基づいて、重回帰分析により求められるものである、上記［１］～［３］のいずれかに記載の水分混入検出装置。
［５］　前記所定の条件が、予測データと実測データの差が所定の許容範囲以上であること、又は、予測データと実測データの差の単位時間あたりの変化量が所定の許容範囲以上であることである、上記［１］～［４］のいずれかに記載の水分混入検出装置。
［６］　油中の水分量に関する予測データと実測データの差の履歴、又は、予測データと実測データの差の単位時間あたりの変化量の履歴に基づいて、前記許容範囲を特定する許容範囲特定手段とを備える、上記［５］に記載の水分混入検出装置。
［７］　前記所定の条件を満たすことを示す情報が、警報である、上記［１］～［６］のいずれかに記載の水分混入検出装置。
［８］　コンピュータ装置に油への水分混入の検出を実行させるための水分混入検出プログラムであって、コンピュータ装置を、油の環境データ及び／又は油の周囲環境に関するデータと油中の水分量に関するデータとの相関関係に基づいて、実測された油の環境データ及び／又は油の周囲環境に関するデータから油中の水分量に関する予測データを算出する予測データ算出手段、油中の水分量に関する実測データを取得する実測データ取得手段、取得した実測データと、算出した予測データとを比較して、実測データと予測データとの関係が所定の条件を満たすか否かを判定する条件判定手段、実測データと予測データとの関係が所定の条件を満たすと判定された場合に、所定の条件を満たすことを示す情報を出力する情報出力手段として機能させる、水分混入検出プログラム。
［９］　油への水分混入を検出する水分混入検出装置において実行される水分混入検出方法であって、油の環境データ及び／又は油の周囲環境に関するデータと油中の水分量に関するデータとの相関関係に基づいて、実測された油の環境データ及び／又は油の周囲環境に関するデータから油中の水分量に関する予測データを算出し、油中の水分量に関する実測データを取得し、取得した実測データと、算出した予測データとを比較して、実測データと予測データとの関係が所定の条件を満たすか否かを判定し、実測データと予測データとの関係が所定の条件を満たすと判定された場合に、所定の条件を満たすことを示す情報を出力する、水分混入検出方法。
［１０］　船舶の内燃機関又は外燃機関において利用される潤滑油への水分混入を検出するための水分混入検出装置と、潤滑油中の水分量に関する実測データを測定できる水分量測定装置とを有する水分混入検出システムであって、水分混入検出装置が、潤滑油の環境データ及び／又は潤滑油の周囲環境に関するデータと潤滑油中の水分量に関するデータとの相関関係に基づいて、実測された潤滑油の環境データ及び／又は潤滑油の周囲環境に関するデータから潤滑油中の水分量に関する予測データを算出する予測データ算出手段と、水分量測定装置により測定された、潤滑油中の水分量に関する実測データを取得する実測データ取得手段と、取得した実測データと、算出した予測データとを比較して、実測データと予測データとの関係が所定の条件を満たすか否かを判定する条件判定手段と、実測データと予測データとの関係が所定の条件を満たすと判定された場合に、所定の条件を満たすことを示す情報を出力する情報出力手段とを備える、水分混入検出システム。
　本発明によれば、油中の水分量がその環境条件下において本当に正常であるか否かを判断することが可能である。
本発明の実施の形態にかかる、水分混入検出システムの構成を示すブロック図の一例である。 本発明の実施の形態にかかる、油中の水分量の実測データ及び油の周囲環境に関する測定データを表すグラフの一例である。 本発明の実施の形態にかかる、水分混入検出処理のフローチャートの一例である。 本発明の実施の形態にかかる、各湿度における水分活性値と温度の関係を示すグラフの一例である。 本発明の実施の形態にかかる、アラーム範囲の一例を示すグラフである。
　以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。以下の実施の形態における効果に関する記載は、本発明の効果の一側面であり、ここに記載するものに限定されない。また、以下で説明するフローチャートを構成する各処理の順序は、処理内容に矛盾や不整合が生じない範囲で順不同である。
　なお、本明細書において、「油」とは、例えば、潤滑油や冷却油、作動油などの機械油のことをいう。また、本明細書において、「油中の水分量」とは、例えば、所定の尺度を用いて示される、油中に溶解している水分の量のことをいう。
　まず、本発明の実施の形態にかかる、水分混入検出システムの構成について説明をする。図１は、本発明の実施の形態にかかる、水分混入検出システムの構成を示すブロック図の一例である。図示するように、水分混入検出システム５は、水分混入検出装置１と、通信ネットワーク２と、環境データ測定装置３と、水分量測定装置４とから構成される。
　環境データ測定装置３は、油の環境データ及び／又は油の周囲環境に関するデータ（以下、「環境データ等」ともいう）を測定する装置であり、環境データ測定手段３１を少なくとも備えている。環境データ測定装置３としては、測定対象に応じて、従来公知の装置を適宜採用することができる。また、環境データ測定装置３は、測定対象の数に応じて、複数あっても良い。
　測定対象となる油の環境データや、油の周囲環境に関するデータとしては、例えば、油中の水分量と相関関係があり、油中の水分量の予測データを算出できるものであれば、特に制限はされない。油の環境データの具体例としては、油温や油圧などが挙げられる。また、油の周囲環境に関するデータの具体例としては、油の周囲の所定位置における温度、湿度、又は気圧などが挙げられる。測定対象は、１種であっても良いし、２種以上を組み合わせても良い。測定が簡単であり、予測データの精度を高くできるという観点からは、油の周囲の所定位置における温度および湿度を測定対象とすることが好ましい。
　なお、「油の周囲の所定位置」とは、油中の水分量と相関関係のある環境データ等を測定できる位置であれば、特に制限はされず、例えば、油が用いられる機械の内部、該機械の近傍、又は該機械が設置された密閉空間または半密閉空間におけるいずれかの位置等、該機械の種類や設置態様等に応じて、適宜定めれば良い。好ましい具体例としては、機関室内、エンジンルーム内などにおける、いずれかの位置が挙げられる。なお、「密閉空間」とは、例えば、空気の流入および流出が起こり難い状態を維持できるような領域をいう。また、「半密閉空間」とは、例えば、空気の流入および流出が部分的にしか起こらない状態を維持できるような領域をいう。
　水分量測定装置４は、油中の水分量に関する実測データを測定する装置であり、水分量測定手段４１を少なくとも備えている。水分量測定装置４としては、用いる尺度に応じて、従来公知の装置を適宜採用することができる。水分量を計測する際に用いる尺度としては、特に限定されず、例えば、絶対水分量（例えば、ｐｐｍ）であっても、水分活性値などの相対水分量であっても良い。油の種類や使用期間、使用時の温度などに関わらず、フリーウォーター発生のリスクを直接的かつ簡単に評価できるという観点からは、水分活性値を用いることが好ましい。
　環境データ測定装置３及び水分量測定装置４は、通信ネットワーク２を介して、水分混入検出装置１と接続されている。環境データ測定装置３及び水分量測定装置４は、水分混入検出装置１と常時接続されていなくてもよく、必要に応じて、接続が可能であればよい。また、接続は、無線接続であっても有線接続であっても良い。
　環境データ測定装置３が測定した環境データ等、並びに、油中の水分量に関する実測データは、通信ネットワーク２を介して、水分混入検出装置１に送信される。
　なお、水分混入検出システム５は、通信ネットワーク２を備えていなくても良い。このように構成する場合、環境データ測定装置３及び水分量測定装置４が測定したデータは、例えば、使用者が直接的に水分混入検出装置１へと入力すれば良い。
　水分混入検出装置１は、環境データ取得手段１１、予測データ算出手段１２、実測データ取得手段１３、条件判定手段１４、情報出力手段１５、及び許容範囲特定手段１６を備えている。
　なお、図示はしないが、水分混入検出装置１は、制御部（中央処理装置：Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）、及び、記憶部を少なくとも備えるコンピュータ装置である。水分混入検出装置１のＲＯＭまたは記憶部には、本発明の実施の形態にかかる水分混入検出システムにおける、水分混入検出装置１による各処理を実行するためのプログラムが格納されている。水分混入検出装置１による各処理とは、以下で詳述する各手段によって実現される処理や、図３のフローチャートを用いて後述する処理である。
　環境データ取得手段１１は、環境データ測定装置３により測定された環境データ等を取得する機能を有する。環境データ取得手段１１は、例えば、通信ネットワーク２を介して、環境データ等を環境データ測定装置３から受信する。受信した環境データ等は、記憶部に記憶されることが好ましい。
　予測データ算出手段１２は、油の環境データ及び／又は油の周囲環境に関するデータと油中の水分量に関するデータとの相関関係（以下、単に「相関関係」ともいう）に基づいて、環境データ測定装置３により測定された環境データ等から油中の水分量に関する予測データを算出する機能を有する。
　相関関係は、例えば、油中における予期せぬ水分量の増加等がないと推定される、又は、油中の水分量がその環境条件下において通常想定される値にあると推定される正常な状態において、所定の期間にわたり、油中の水分量および環境データ等を実際に測定し、得られた各データを所定の統計的手法によって処理することで得ることができる。すなわち、相関関係とは、油中の水分量を目的変数とし、環境データ等を説明変数とする関数といえる。
　統計的手法としては、特に限定されないが、簡易かつ予測データの精度が高いという観点からは、例えば、油中の水分量を目的変数とし、１種の環境データ等を説明変数とした単回帰分析が好ましく、２種以上の環境データ等を説明変数とした重回帰分析がより好ましい。また、上記所定の期間としては、特に制限されず、油が用いられる機械の種類等に応じて適宜定めればよいが、予測データの精度を高めるという観点からは、例えば、２週間、１月間、２月間、又は４月以上の期間など、ある程度は長い期間であることが好ましい。
　相関関係および過去に測定されたデータは、例えば、水分混入検出装置１のＲＯＭまたは記憶部等に記憶されていることが好ましい。予測データ算出手段１２は、例えば、相関関係として記憶されている関数に、環境データ取得手段１１が取得した環境データ等の値を代入し、油中の水分量に関する予測データを算出する。
　また、相関関係は、予測データ算出手段１２が取得した環境データ等、及び、後述の実測データ取得手段１３が取得した油中の水分量に関する実測データに基づいて、順次、更新されるように構成しても良い。すなわち、過去に測定された環境データ等および水分量に関する実測データに、新たに取得された環境データ等および水分量に関する実測データを所定のタイミングで追加し、追加分を含むデータを新たに統計処理することで、相関関係を更新するように構成しても良い。このような構成により、予測データの精度をさらに高めることが可能になる。
　予測データの精度を高めるという観点からは、例えば、相関関係を算出するために用いた環境データ等が測定された位置と、環境データ取得手段１１が取得した環境データ等が測定された位置とは、略同位置であることが好ましい。なお、相関関係は、油が用いられる機械の種類や使用環境、油の種類や使用年数、及び環境データ等の測定位置などによって異なってくる。例えば、船舶の内燃機関に用いる潤滑油を例に挙げると、相関関係は、船舶毎に異なってくる。
　実測データ取得手段１３は、水分量測定装置４により測定された油中の水分量に関する実測データを取得する機能を有する。実測データ取得手段１３は、例えば、通信ネットワーク２を介して、油中の水分量に関する実測データを水分量測定装置４から受信する。受信した水分量に関する実測データは、記憶部に記憶されることが好ましい。
　条件判定手段１４は、実測データ取得手段１３により取得した実測データと、予測データ算出手段１２により算出された予測データとを比較して、実測データと予測データとの関係が所定の条件を満たすか否かを判定する機能を有する。所定の条件とは、例えば、油中の水分量がその環境条件下において正常であるか否かを判定するための条件であり、予測データと実測データとが異常に乖離しているといえるような条件である。所定の条件としては、例えば、予測データと実測データの差が所定の許容範囲以上であること、又は、予測データと実測データの差の単位時間あたりの変化量が所定の許容範囲以上であること、とすることが好ましい。なお、所定の許容範囲は、例えば、使用者が予め設定しても良いし、後述の許容範囲特定手段１６により特定される値を用いても良い。
　情報出力手段１５は、実測データと予測データとの関係が所定の条件を満たすと条件判定手段１４が判定した場合に、該所定の条件を満たすことを示す情報を出力する機能を有する。情報出力手段１５は、例えば、所定の条件を満たすことを所定の表示装置に表示したり、所定の音声出力装置によって音声出力したりするための情報を出力することが好ましい。すなわち、情報出力手段１５は、油中の水分量がその環境条件下において異常であると判定された場合に、視覚的または聴覚的な警報（以下、「アラーム」ともいう）を出力するものであることが好ましい。
　許容範囲特定手段１６は、実測データと予測データとの関係が所定の条件を満たすか否かを判定する際に用いる許容範囲を特定する機能を有する。許容範囲特定手段１６は、例えば、予測データと実測データの差の履歴、又は、予測データと実測データの差の単位時間あたりの変化量の履歴に基づいて、許容範囲を特定することが好ましい。許容範囲特定手段１６を備えることで、例えば、油中における予期せぬ、又は異常な水分量の増加などの異常を、より精度よく検出することが可能になる。なお、許容範囲とは、例えば、予測データと実測データの差が異常に乖離していない、すなわち、実測データが正常な範囲にあるといえる範囲である。許容範囲特定手段１６は、例えば、予測データと実測データの差として許容できる上限を特定するものであっても良い。
　次に、本発明の実施の形態にかかる、水分混入検出処理について説明をする。以下では、水分混入検出処理の一例として、船舶の内燃機関（以下、「主機」ともいう）に用いられる潤滑油中の予期せぬ、又は異常な水分量の増加などの水分混入を検出する場合を挙げて、説明をする。なお、油の用途や油が用いられる機械としては、上記の例に限定されるわけではなく、例えば、冷却油や作動油などの機械油、またその機械油が用いられる外燃機関やその他の工場機械など、広く適用することができる。
　また、以下の例では、油中の水分量は、市販の水分活性値計測センサを用いて測定した水分活性値（単位：ａｗ）である。また、環境データ等として、内燃機関が設置された機関室内で測定された温度および湿度を用いている。
　既に述べたように、本発明は、油中の水分量と油の環境データ等とには相関関係があるという、本発明者らの知見に基づいたものである。図２は、本発明の実施の形態にかかる、油中の水分量の実測データ及び油の周囲環境に関する測定データを表すグラフの一例であり、本発明者らの上記知見を裏付けるものである。図２は、具体的には、２０１７年７月９日０時０分から、２０１７年７月２４日０時０分までの期間において、主機負荷、機関室内の温度および湿度（相対湿度）、並びに潤滑油中の水分活性値を１時間毎に測定し、得られた値をプロットしたものである。なお、図２において、「ＭＥ　Ｌｏａｄ」は主機負荷、「ＥＲ　Ｔｅｍｐ」は機関室内の温度、「ＥＲ　Ｈｕｍｉｄ」は機関室内の湿度、「ＷＩＯ」は潤滑油中の水分活性値を示す。
　図２から、潤滑油中の水分活性値と、機関室内の温度および湿度とに、相関関係があることが分かる。以下の例では、図２に示すような事前に測定されたデータを用いて、潤滑油中の水分活性値を目的変数とし、機関室内の温度および湿度をそれぞれ説明変数とした重回帰分析を行って相関関係を求め、得られた相関関係（例えば、重回帰式）を水分混入検出装置１の記憶部に記憶している。
　なお、図２の例では、主機の稼働開始直後と稼働停止後など、主機負荷が大きく上昇または低下する区間では、その他の区間よりも、潤滑油中の水分活性値と機関室内の温度および湿度との相関関係が、弱くなっている。従って、予測データの精度を向上させるという観点からは、統計処理を行って相関関係を示す関数を算出する際に、このような区間のデータは用いないことが好ましい。
　図３は、本発明の実施の形態にかかる、水分混入検出処理のフローチャートの一例である。環境データ測定装置３は、機関室内の温度および湿度を測定する（ステップＡ１）。次に、環境データ測定装置３は、測定した温度および湿度に関するデータを、水分混入検出装置１に送信する（ステップＡ２）。ステップＡ２で送信されるデータには、それらのデータが測定された時刻に関する情報が含まれることが好ましい。環境データ測定装置３は、ステップＡ１～ステップＡ２の処理を、連続的または所定の間隔毎に繰り返し行う。
　水分量測定装置４は、潤滑油中の水分活性値を測定する（ステップＢ１）。次に、水分量測定装置４は、測定した水分活性値に関するデータを、水分混入検出装置１に送信する（ステップＢ２）。ステップＢ２で送信されるデータには、データが測定された時刻に関する情報が含まれることが好ましい。水分量測定装置４は、ステップＢ１～ステップＢ２の処理を、連続的または所定の間隔毎に繰り返し行う。
　水分混入検出装置１は、ステップＡ２で送信された温度および湿度に関するデータ受信し、また、ステップＢ２で送信された水分活性値に関するデータ受信する（ステップＳ１）。受信した各データは、測定された時刻に関するデータと関連付けられて、記憶部に記憶されることが好ましい。
　次に、水分混入検出装置１は、記憶部に記憶された相関関係と、ステップＳ１で受信した温度および湿度に関するデータとに基づいて、潤滑油中の水分活性値の予測値を算出する（ステップＳ２）。ステップＳ２では、例えば、相関関係として算出された重回帰式（二変数一次関数）に、温度および湿度をそれぞれ代入することで、予測値を算出する。なお、相関関係は、ステップＳ１において新たに測定された各データを受信したことを契機として、受信した新たな各データを用いて更新されても良い。
　また、ステップＳ２では、図４に示されるような式を用いて、予測値を算出しても良い。図４は、本発明の実施の形態にかかる、各湿度における水分活性値と温度の関係を示すグラフの一例である。図４の例では、機関室内の湿度が１００％の場合、実線で示される一番上の直線の式に測定された温度を代入することで、水分活性値の予測値を算出することができる。湿度が異なる場合も同様に、各湿度に対応する直線の式に温度の値を代入することで、予測値を算出することができる。
　次に、水分混入検出装置１は、ステップＳ１で受信した水分活性値に関するデータ、すなわち、水分活性値の実測値と、ステップＳ２で算出された予測値の関係が、所定の条件を満たすか否かを判定する（ステップＳ３）。比較される実測値および予測値は、それぞれ、略同一の時刻に測定されたデータに基づく値であることが好ましい。なお、ステップＳ３については、後の段落でさらに詳述する。
　ステップＳ３において所定の条件を満たすと判定された場合（ステップＳ３においてＹｅｓ）、すなわち、水分混入が検出された場合は、水分混入検出装置１は、所定の条件を満たすことを示す情報を出力し（ステップＳ４）、処理を終了する。ステップＳ４では、例えば、所定の表示装置において水分混入が検出された旨のメッセージを表示したり、所定の音声出力装置から水分混入が検出されたことを示すための音声を出したり、これらを併せて行ったりすることで、視覚的および／または聴覚的な警報が出力される。
　また、ステップＳ３において所定の条件を満たさないと判定された場合（ステップＳ３においてＮｏ）、処理を終了する。なお、水分混入検出装置１は、環境データ測定装置３から温度および湿度に関するデータを受信し、水分量測定装置４から水分活性値に関するデータを受信する毎に、上記のステップＳ１～ステップＳ４の処理を繰り返す。
　以下、ステップＳ３の処理について詳述する。ステップＳ３では、例えば、予測値と実測値の差が予め設定されている所定の許容範囲以上であることが所定の条件とされる。許容範囲は、例えば、相関関係を示す関数を算出する際に用いたデータや、該データの残差分析などに基づいて、適宜設定することができる。例えば、許容範囲が０．１５ａｗに設定されており、予測値が０．２５ａｗである場合、実測値が０．４０ａｗ以上であると、所定の条件を満たすと判定され、水分混入が検出されたことを示すアラームが出力される。
　図５は、本発明の実施の形態にかかる、アラーム範囲の一例を示すグラフである。図５に示される直線Ｌは、理解を容易にするために、水分活性値を目的変数とし、機関室内の温度を説明変数とした単回帰式としている。
　図５の例では、閾値Ｔ１（水分活性値０．５ａｗ）以上の領域を「Ｈｉｇｈ　Ａｌａｒｍ」領域とし、閾値Ｔ２（水分活性値０．９ａｗ）以上の領域を「Ｈｉｇｈ－Ｈｉｇｈ　Ａｌａｒｍ」領域としている。これらの領域はフリーウォーター発生のリスクが高い領域であるため、従来からアラームが出されていたような範囲であり、実測値がこれらの領域に含まれる場合は、予測値に関係なく、フリーウォーター発生のリスクが高いことを示すアラームが出力される。なお、閾値Ｔ１及びＴ２の値は、適宜変更しても良い。
　「Ｈｉｇｈ　Ａｌａｒｍ」領域および「Ｈｉｇｈ－Ｈｉｇｈ　Ａｌａｒｍ」領域を除く領域であって、単回帰式を示す直線Ｌから上方に所定の許容範囲Ｐ以上離れた領域が、従来のアラーム範囲に「追加されるアラーム範囲」である。
　従来のように、アラーム範囲が「Ｈｉｇｈ　Ａｌａｒｍ」領域および「Ｈｉｇｈ－Ｈｉｇｈ　Ａｌａｒｍ」領域のみである場合、すなわち、一律に定められた閾値以上の範囲のみである場合、潤滑油中で水分混入が起きていたとしても、一律に定められた閾値を超えない限りはアラームが出されないため、水分混入を早期発見することができない。また、仮に、「Ｈｉｇｈ　Ａｌａｒｍ」領域を示すための閾値をさらに低い値に設定してしまうと、潤滑油の温度の変動で飽和水分量が変わる、又はその環境条件下において通常想定されるような水分量の増加がある等によって、正常だと考えらえる範囲で水分活性値が増加する場合にも、アラームが出されることになってしまう。
　そこで、図５の例では、予測値と実測値の差が所定の許容範囲Ｐ以上になる領域を「追加されるアラーム範囲」とし、従来にはなかった新たなアラーム範囲を追加することで、水分混入の早期発見を可能にし、かつ、正常な状態にも関わらずアラームが出されることを防いでいる。「追加されるアラーム範囲」は、予測値から所定の許容範囲Ｐ以上乖離した範囲、すなわち、正常な状態においてあるべき値から大きく乖離した範囲であるため、実測値が該範囲にある場合は、潤滑油が正常な状態になく、水分混入が起きていると判断できる。
　また、所定の許容範囲Ｐは、予測値と実測値の差の履歴、又は、予測値と実測値の差の単位時間あたりの変化量の履歴に基づいて、更新されるように構成しても良い。このような構成によって、水分混入の検出精度を更に向上させることができる。
　なお、図５の例では、実測値が予測値から所定の許容範囲Ｐ以上大きい場合にアラームが出されるようにしているが、さらに、実測値が上記所定の許容範囲Ｐ以上小さい場合にもアラームを出すようにしても良い。実測値が上記所定の許容範囲Ｐ以上小さい場合は、水分混入が発生した可能性は低いが、その他の何らかの不具合が生じている可能性がある。なお、実測値が予測値から上方に乖離する場合の許容範囲と、実測値が予測値から下方に乖離する場合の許容範囲は、異なるものであっても良い。
　また、ステップＳ３では、予測データと実測データの差の単位時間あたりの変化量が所定の許容範囲以上にあることを所定の条件にしても良いし、その他の条件を設定しても良い。本発明は、油中の水分量に関して、正常な状態においてあるべき値と、実際に測定された値を比較することにより、油中の水分量がその環境条件下において本当に正常であるか否かを判断するものである。従って、所定の条件は、正常な状態にないと判断できるような条件であれば、特に制限はされない。また、所定の条件は複数設定することができ、例えば、いずれか１の条件を満たす場合に、アラームが出されることが好ましい。
　　１　　　水分混入検出装置
　　２　　　通信ネットワーク
　　３　　　環境データ測定装置
　　４　　　水分量測定装置
　　５　　　水分混入検出システム

Claims (10)

  1. 　油への水分混入を検出するための水分混入検出装置であって、
    　油の環境データ及び／又は油の周囲環境に関するデータと油中の水分量に関するデータとの相関関係に基づいて、実測された油の環境データ及び／又は油の周囲環境に関するデータから油中の水分量に関する予測データを算出する予測データ算出手段と、
    　油中の水分量に関する実測データを取得する実測データ取得手段と、
    　取得した実測データと、算出した予測データとを比較して、実測データと予測データとの関係が所定の条件を満たすか否かを判定する条件判定手段と、
    　実測データと予測データとの関係が所定の条件を満たすと判定された場合に、所定の条件を満たすことを示す情報を出力する情報出力手段と
    　を備える、水分混入検出装置。
  2. 　油の周囲環境に関するデータが、油の周囲の所定位置における温度、湿度及び気圧からなる群の少なくとも１つのデータである、請求項１に記載の水分混入検出装置。
  3. 　油中の水分量に関するデータが、油の水分活性値である、請求項１又は２に記載の水分混入検出装置。
  4. 　油の環境データ及び／又は油の周囲環境に関するデータと油中の水分量に関するデータとの相関関係が、実測した油の環境データ及び／又は油の周囲環境に関するデータ、並びに、実測した油中の水分量に関するデータに基づいて、重回帰分析により求められるものである、請求項１～３のいずれかに記載の水分混入検出装置。
  5. 　前記所定の条件が、予測データと実測データの差が所定の許容範囲以上であること、又は、予測データと実測データの差の単位時間あたりの変化量が所定の許容範囲以上であることである、請求項１～４のいずれかに記載の水分混入検出装置。
  6. 　油中の水分量に関する予測データと実測データの差の履歴、又は、予測データと実測データの差の単位時間あたりの変化量の履歴に基づいて、前記許容範囲を特定する許容範囲特定手段と
    　を備える、請求項５に記載の水分混入検出装置。
  7. 　前記所定の条件を満たすことを示す情報が、警報である、請求項１～６のいずれかに記載の水分混入検出装置。
  8. 　コンピュータ装置に油への水分混入の検出を実行させるための水分混入検出プログラムであって、
    　コンピュータ装置を、
    　油の環境データ及び／又は油の周囲環境に関するデータと油中の水分量に関するデータとの相関関係に基づいて、実測された油の環境データ及び／又は油の周囲環境に関するデータから油中の水分量に関する予測データを算出する予測データ算出手段、
    　油中の水分量に関する実測データを取得する実測データ取得手段、
    　取得した実測データと、算出した予測データとを比較して、実測データと予測データとの関係が所定の条件を満たすか否かを判定する条件判定手段、
    　実測データと予測データとの関係が所定の条件を満たすと判定された場合に、所定の条件を満たすことを示す情報を出力する情報出力手段
    　として機能させる、水分混入検出プログラム。
  9. 　油への水分混入を検出する水分混入検出装置において実行される水分混入検出方法であって、
    　油の環境データ及び／又は油の周囲環境に関するデータと油中の水分量に関するデータとの相関関係に基づいて、実測された油の環境データ及び／又は油の周囲環境に関するデータから油中の水分量に関する予測データを算出し、
    　油中の水分量に関する実測データを取得し、
    　取得した実測データと、算出した予測データとを比較して、実測データと予測データとの関係が所定の条件を満たすか否かを判定し、
    　実測データと予測データとの関係が所定の条件を満たすと判定された場合に、所定の条件を満たすことを示す情報を出力する、
    　水分混入検出方法。
  10. 　船舶の内燃機関又は外燃機関において利用される潤滑油への水分混入を検出するための水分混入検出装置と、潤滑油中の水分量に関する実測データを測定できる水分量測定装置とを有する水分混入検出システムであって、
    　水分混入検出装置が、
    　潤滑油の環境データ及び／又は潤滑油の周囲環境に関するデータと潤滑油中の水分量に関するデータとの相関関係に基づいて、実測された潤滑油の環境データ及び／又は潤滑油の周囲環境に関するデータから潤滑油中の水分量に関する予測データを算出する予測データ算出手段と、
    　水分量測定装置により測定された、潤滑油中の水分量に関する実測データを取得する実測データ取得手段と、
    　取得した実測データと、算出した予測データとを比較して、実測データと予測データとの関係が所定の条件を満たすか否かを判定する条件判定手段と、
    　実測データと予測データとの関係が所定の条件を満たすと判定された場合に、所定の条件を満たすことを示す情報を出力する情報出力手段とを備える、
    　水分混入検出システム。
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