JP6333118B2 - 流体流動電位場決定のための装置及び方法 - Google Patents

Description

本開示は流体流動電位決定のための装置及び方法に関する。

回転ディスク電極（ＲＤＥ）は従来、酸化還元反応などの化学反応の特徴的な電気化学で使用されている。水溶液の流動電位を決定するための試みとして現在使用されている装置の１つは、回転ディスク及び非常に小さな固定された塩化銀参照電極である。これらの非常に小さな塩化銀参照電極は塩化物イオンを含まない有機流体の中では機能しないため、この装置の機能は塩化物イオンを含む水溶液内での使用に限定される。そのため、この装置は、油圧作動流体などの非水溶液の流動電位の測定には有用でないことがある。

流体の流動電位の決定を試みるための別の装置は、フローセル中の２本の小さな塩化銀電極を使用する。比較的大量の流体はフローセルを経由して送り出され、流体の流動電位の特性を明らかにするため、これらの電極間の電位差が測定される。この装置は比較的大型で、扱いにくく、漏出しやすく、また流体に対して比較的高い圧力流を要することがある。

流体の流動電位を決定するための一又は複数の既存の装置又は方法が経験する、一又は複数の限界を克服するためのシステム及び方法が必要とされている。

１つの態様では、流体を試験するための方法が開示される。回転装置は流体内で回転し、これにより流体は回転装置を横断する。流体が回転装置を横断するにつれて、回転装置の複数の位置で流体の電圧が測定される。流体の流動電位は、回転装置の複数の位置で測定された流体の電圧の差異に基づいて決定される。

別の態様では、流体を試験するための別の方法が開示される。回転リングディスク電極が流体内で異なる回転数で回転され、これにより流体は回転リングディスク電極を横断する。流体が異なる回転数で回転リングディスク電極を横断するにつれて、回転リングディスク電極の複数の位置で測定された流体の電圧の差異に基づいて、異なる回転数での流体の流動電位が決定される。回転リングディスク電極が異なる流体内で異なる回転数で回転され、これにより異なる流体は回転リングディスク電極を横断する。流体が異なる回転数で回転リングディスク電極を横断するにつれて、回転リングディスク電極の複数の位置で測定された異なる流体の電圧の差異に基づいて、異なる回転数での異なる流体の流動電位が決定される。１分間あたりの最高回転数で決定されたもっとも低い流動電位を有する流体又は異なる流体は、流動電位を生成する傾向が低い流体として選択される。

さらに別の態様では、流体の流動電位を決定するためのシステムが開示される。システムは回転装置、制御装置、モーター、及び電圧計を含む。モーターは回転装置に接続される。モーターは、制御装置によって制御されて流体内の回転装置が異なる回転数で回転し、流体が回転装置を横断するように、構成されている。電圧計は回転装置の複数の位置に接続される。電圧計は、回転装置の複数の位置で測定された流体の電圧の差異に基づいて流体の流動電位を決定するため、流体が回転装置を横断するにつれて、回転装置の複数の位置で流体の電圧を測定するように構成されている。

別の態様では、電極を形成するため異なる材料が使用されてもよい。例えば、一方の電極は第１の金属又は金属合金から形成されることがあり、他方の電極は異なる第２の金属又は金属合金から形成されることがある。異なる金属又は金属合金は、同一流体内で回転されると、異なる流動電位を生成することがある。流体内で生成される異なる流動電位を流体の速度の関数として決定するため、金属又は金属合金の異なる組み合わせを用いて同一の流体が検査されてもよい。

一実施形態では、（例えば、流体の特性を決定するための）方法は、流体内で電極アセンブリをある回転速度で回転することを含む。電極アセンブリは第１の電極と第２の電極を含む。電極アセンブリの回転によって、流体の少なくとも一部は引き込まれ、第１の電極と第２の電極を横断する。方法はまた、電極アセンブリの回転によって、流体の少なくとも一部が第１の電極と第２の電極を横断するにつれて、第１の電極と第２の電極との間の電位を測定すること、並びに電位差を用いて流体の流動電位を決定することを含む。

一実施形態では、システム（例えば、流体の測定システム）は電極アセンブリ、作動装置、及び電気エネルギー感知装置を含む。電極アセンブリは、絶縁間隙によって互いに分離された第１の電極と第２の電極を含む。作動装置は、検査中の流体内で電極アセンブリを回転するため、電極アセンブリに結合されるように構成されている。電気エネルギー感知装置は、電極アセンブリの第１の電極と第２の電極に導電的に結合されるように構成されている。電気エネルギー感知装置はまた、流体が第１の電極と第２の電極を横断するように、作動装置が電極アセンブリを回転するにつれて、第１の電極と第２の電極との間の電圧差を測定するように構成されている。測定される電位差は、流体の流動電位を表しているものである。

一実施形態では、（例えば、流体を検査するための）方法は、流体内で少なくとも部分的に沈む第１の電極と第２の電極を含む。第１の電極と第２の電極は絶縁間隙によって互いに分離されている。方法はまた、第１の電極と第２の電極を流体内で同じ回転速度で回転することを含む。第１の電極と第２の電極を同じ回転速度で回転することにより、流体は動径方向の流体速度で第１の電極と第２の電極を横断する。方法はまた、流体が動径方向の流体速度で第１の電極と第２の電極を横断するにつれて、第１の電極と第２の電極との間の電圧差を測定すること、及び電位差及び動径方向の流体速度を用いて、流体の流動電位を流体速度の関数として決定することを含む。

本開示は、以下の図面及び説明を参照することで、より良く理解することができる。図中のコンポーネントは必ずしも縮尺どおりではなく、むしろ本発明の原理を明確に説明するにあたり強調されている。

流体の流動電位を流体速度の関数として決定するための測定システムの概略図である。 図１に示したシステムの電極アセンブリの電極が流体内で回転されたときの流体の流れの例を概略的に図解している。 図２に示した流体の流れの例を概略的に図解している。 一実施例による、図１に示した電極の異なる回転速度でのプラントル数を示すグラフを図解している。 一実施例による、図１に示した電極の異なる回転数での流体の境界層の動径速度（ｖ_ｒ）を示すグラフを図解している。 測定システムの一実施形態の斜視図を図解している。 一実施形態による、図１に示した回転装置又は電極アセンブリの斜視図を図解している。 流体を試験するための方法の一態様を図解するフロー図である。

図１は、流体１２の流動電位を流体速度の関数として決定するための測定システムの概略図である。システム１０は、流体１２が注がれる容器２４内に少なくとも部分的に配置される電極アセンブリ１６を含む。電極アセンブリ１６は回転装置と呼ばれることもある。

容器２４内に含まれる流体１２の量は、数十ミリリットル程度で、比較的少ない。例えば、容器２４は１００ミリリットルほどの流体を保持できる実験用ビーカーであってもよい。流体１２は、水性流体などの水性溶液であってもよい。一態様では、流体１２は、溶媒に溶けた塩を含まない流体などの、非電解質溶液である。代替的に、流体１２は非水流体、電解質溶液、油圧作動流体、又は別の流体を含みうる。

例えば、本明細書で開示されているシステム１０及びシステム１０を用いる方法の一実施形態は、導電性のある又は導電性の高い電解質溶液の使用を必要としうるこのような従来のシステムで流体の流動電位を測定する従来型の電気化学的分析システムとは異なる。このような従来のシステムは、約０．１マイクロジーメンス毎センチメートル（μＳ／ｃｍ）から約１５０．０マイクロジーメンス毎センチメートル（μＳ／ｃｍ）の導電率を有する電解質溶液の使用を含むことがある。このような導電率は電気化学解析に影響を及ぼすことがある。単純に比較した場合、超純水は基準として約０．０５５μＳ／ｃｍの導電率を有する。例えば、モル濃度が約０．１から０．５の高濃度電解液は流体又は溶液に導電性をもたらし、ディスクとリングの電位全体にわたって制御を可能にしてしまう。流体１２の高モル濃度電解質を取り除くこと（システム１０によって実行可能なように）により、少なくとも０．１μＳ／ｃｍの導電性を有する流体を含む有機流体への既知のシステム及び方法の適用を防止する。低電解質濃度（例えば、１ｍＭ以下）は同様に、塩素イオンが不足している流体に対しては機能せず、さらに有機流体又は他の炭化水素系流体には適していない。

電極アセンブリ１６は、流体１２が電極２６、２８に対して移動するとき、電極２６、２８上に誘導される電位間の差異（すなわち、電圧）の測定に使用される複数の電極２６、２８を含む。一態様では、電極２６はディスク形状電極であり、電極２８はリング形状電極で、ディスク形状電極はリング形状電極の内側に配設されている。電極２８は、電極２６の外周全体を取り囲むように延在してもよい。代替的に、電極２８は、電極２６の外周全体に満たない部分を取り囲むように延在してもよい。電極２６は内側電極と呼ばれることがあり、電極２８は外側電極と呼ばれることがある。

電極２６、２８は絶縁間隙１２２によって互いに分離されている。この絶縁間隙１２２は、電極２６、２８の間の非導電性空間分離を意味する。一態様では、絶縁間隙１２２は、電極２６、２８と結合され、非導電性（すなわち、誘電性）の材料によって形成される絶縁リング形状部材３０を含んでもよい。任意選択により、絶縁間隙１２２内に別の物体が配設されることなく、絶縁間隙１２２は電極２６、２８の間の空間分離によって形成されてもよい。絶縁間隙１２２は、電極アセンブリ１６内の電極２６、２８の間に導電路が形成されるのを防止する。その結果、流体１２が電極２６、２８に対して移動しているとき、電極２６上に誘導される電位（すなわち、電圧）は、他方の電極２８上に誘導される電位とは分離して測定可能である。

一態様では、流体１２が電極２６、２８を通過する（すなわち、横断して流れる）ように、電極２６、２８は流体１２の中で一緒に回転される。電極２６、２８は互いに結合されてもよく、システム１０のシャフト１２４に結合されてもよい。シャフト１２４は、電極２６、２８が同じ速度で回転するように、回転させることができる。例えば、電極２６、２８は、互いに結合され同一のシャフト１２４に結合されてもよい。すなわち、シャフト１２４又は電極２６、２８のうちの一方の回転が、電極２６、２８の双方の同一回転速度での同時回転を引き起こすように、双方が互いに結合され、シャフト１２４に結合されてもよい。外側電極２８は内側電極２６よりもシャフト１２４から離れて放射状に配設されているため、外側電極２８は内側電極２６よりも大きな角速度を有することがあるが、電極２６、２８がシャフト１２４の周囲を回転する速度は同等となる。

図１、図２及び図３に示されている電極アセンブリ１６を連続して参照すると、システム１０の電極２６、２８が流体１２の中で回転されているときの流体１２の流れの例が概略的に図解されている。図２は流体１２の速度ベクトル（ｖ_ｙ及びｖ_ｒ）を図解しており、図３は流体１２の流路３００（すなわち、流体１２の流れに沿った経路）を図解している。

電極２６、２８は同軸上に整列されてもよく、これにより電極２６、２８は共通軸２００（電極２６、２８の回転軸を意味することもある）の周囲を（すなわち、取り囲むように）回転する。電極２６、２８が回転するにつれて、流体１２は容器２４内で電極２６、２８に向かって垂直流速（ｖ_ｙ）で上方へ引き上げられる。電極２６、２８に向かって引き寄せられた流体１２はまた、図３の流路３００で示したように、動径速度（ｖ_ｒ）で共通軸２００から離れるように放射状に流れる。電極２６、２８による流体１２の運動は、電極２６、２８上に電荷（すなわち、電圧）を誘導することができる。例えば、流体１２が電極２６、２８を横断するにつれて、負に帯電したイオン、粒子、又は両イオンは、流体１２によって電極２６、２８の表面から押し流される。この電荷の運動と平衡を保つため、電極２６、２８の電子は反対方向に流れ、電極２６、２８で電位（すなわち、電圧）を生成する。

このような電位の差分は流体１２の流動電位と呼ばれる。流動電位は以下の関係式で表される。
Ｘ＝［（Ψ_０ε）／（４πησ）］ΔＰ
ここで、Ｘは流体１２の流動電位の勾配を表し、Ψ_０は流体１２と電極２６、２８との間の外部ヘルムホルツ面（ＯＨＰ）を表し、εは流体１２の誘電率を表し、ηは流体１２の流体速度を表し、σは流体１２の流体導電率を表し、さらにΔＰは流体１２の圧力差を表す。

本明細書に記載されている発明の主題の一態様では、流動電位は流体１２に対して流体速度の関数として測定されうる。流体１２の流動電位は、流体１２の特性を示すため流体速度（すなわち、流体の流れの動径速度ｖ_ｒ）の関数として検査されうる。この流体速度は、流体１２に面している電極２６、２８の表面を横断して、又は平行に移動する速度を表すことができる。流体１２が機械の油圧作動流体として使用される場合、どの流体１２が汚染、腐食などを起こしにくいかを決定する目的で、種々の流体１２の流動電位が測定可能である。小さな流動電位を有する流体１２は、大きな流動電位を有する流体１２と比較した場合、汚染、腐食などを起こしにくい。追加的に又は代替的に、機械の中の流体１２の流動電位は、流体１２をいつ交換するかを決定するため、長期間にわたって測定すること、監視すること、又はその双方が可能である。時間と共に、機械の中の流体１２の流動電位は変化することがある。流動電位の変化は、流体内の化学的性質の変化、及びこれに対応して流体１２の変更又は交換が必要であることを示す。

異なる流体１２を容器２４に入れ、流体１２の流動電位を流体速度（すなわち、動径速度ｖ_ｒ）の関数として測定することにより、システム１０は、電極２６、２８が異なる回転数で回転しているときに、異なる流体１２の流動電位を測定するために使用することができる。一実施形態では、毎分回転数が最大のときに測定された流動電位が最低である流体１２が、油圧システムなどの流体システムで使用するために選択される。任意選択により、流体１２が機械内で移動する際の流体速度で、所定の閾値を下回る流動電位を有する流体１２が選択されてもよい。他の態様では、選択された流体１２は、各種の装置で、或いはさらなる評価又は改良を目的として使用されることがある。

一実施例として、電極２６、２８は、所定の回転速度（例えば、１分間などの単位時間あたりの回転数、ラジアン、角度で、あるいは別の形式で表現される）で回転され、電極２６、２８の各々によって感知された電圧が測定される。これらの電圧間の差異は、電極２６、２８の回転速度での流体１２の流動電位として計算される。電極２６、２８の回転速度は、流体１２が電極２６、２８を横断して又はこれらと平行に流れる速度に変換可能である。計算された流動電位は次に、この流体１２の流体速度（すなわち、動径速度ｖ_ｒ）に関連付けられてもよい。一態様では、電極２６、２８の回転速度は、以下の関係式を用いて流体速度に変換可能である。
ｖ_ｒ＝０．５１［ω^２／３］［ν^−０．５］ｒｙ
ここで、ｖ_ｒは動径速度を表し、ωは電極２６、２８の回転速度（例えば、ラジアン毎秒で）を表し、νは流体１２の動粘性率を表し、ｒは流体速度が計算される電極２６、２８の半径を表し、さらにｙは動流体１２に面する（例えば、図１では下向き）電極２６、２８の表面からの距離を表す。流体１２の動径速度は、半径、すなわち電極２６、２８がその周囲を回転する軸２００からの距離の関数として表されてもよい。例えば、電極２６、２８が所定の回転速度（ω）であっても、軸２００から距離が異なると流体１２の動径速度（ｖ_ｒ）は異なることがある。したがって、一実施形態では、流体１２に対して幾つかの動径速度が測定されることがある。代替的に、流体１２の流動電位は測定され、流体１２の動径速度ではなく電極２６、２８の回転速度に関連付けられることがある。

計算される流体１２の動径速度は、動流体１２に面した電極２６、２８の端部又は表面（すなわち、図３で見ると下方向に面している面）に比較的近接して配置されている流体１２の一部の動径速度を表すことがある。例えば、電極２６、２８の回転は流体１２の流体層を引き込むことができるが、その流体層が占めるのは容器２６内の流体１２のすべてではない。流体１２の動径速度は、この流体層が電極２６、２８の共通軸２００から外に向かって移動する速度を表すことがある。流体層は流体１２の流体力学的境界層と呼ばれることがあり、この層の厚み（例えば、共通軸２００に対して平行に配向される方向で、電極２６、２８の表面からの距離によって測定される）は流体１２のプラントル数と呼ばれることがある。

プラントル数は、流体１２の動粘性率及び電極２６、２８の回転速度（ω）に依存する。一実施例では、流体１２のプラントル数は以下の関係式によって表される。
ｙ_ｈ＝３．６（ν／ω）^１／２
ここで、ｙ_ｈは流体１２のプラントル数（すなわち、電極２６、２８を横断する流体１２の境界層の厚み）を表し、νは流体１２の動粘性率を表し、さらにωは電極２６、２８の回転速度（例えば、ラジアン毎秒によって）を表す。代替的に、境界層の厚みは別の方法で測定または計算されてもよい。

図４は、一実施例による、電極２６、２８の種々の回転速度での、流体１２のプラントル数（すなわち、電極２６、２８によって引き込まれる流体１２の境界層の厚み）を示すグラフ８００を図解したものである。プラントル数は、電極２６、２８の回転速度（毎分回転数、すなわちＲＰＭで表されている）を示す水平軸４００、及びプラントル数（例えば、センチメートルで表された流体１２の境界層の厚み）を示す垂直軸４０２と共に表示されている。図４に示すように、流体１２の境界層の厚みは、電極２６、２８の回転速度が遅いと大きくなり、回転速度が速くなると減少する。

図５は、一実施例に従って、電極２６、２８の種々の回転数での流体１２の境界層の動径速度（ｖ_ｒ）を示すグラフ９０を図解している。動径速度は、動径速度（センチメートル／秒で表される）を表す水平軸５００及び電極２６、２８の回転速度（毎分回転数ＲＰＭで表される）を表す垂直軸５０２と共に表示されている。図４に示すように、流体１２の境界層の動径速度は、電極２６、２８の共通軸２００までの距離がより近くなると（図２に示すように）、電極２６、２８の回転速度がより遅くなると、また、共通軸２００からの距離がより小さくなり且つ回転速度がより遅くなると、より遅くなる。逆に、共通軸２００（動径速度が計算される位置）からの動径距離（すなわち、半径）が大きくなると電極２６、２８の回転速度は増大し、或いは、動径距離と回転速度が共に増大すると動径速度は増大する。

流体１２の境界層での動径速度は、ディスク形状電極２６の中心からリング形状電極２８まで、回転数の関数として大きく変動することがある。例えば、電極２６、２８が毎分１，０００回転のときには、ディスク形状電極２６（すなわち、共通軸２００）の中心からリング形状電極２８まで、動径速度の変化はわずかである。毎分５，０００回転のときには、ディスク形状電極２６の中心からリング形状電極２８まで、動径速度は１００ｃｍ／秒未満から５００ｃｍ／秒まで変化する。電極２６、２８が毎分１０，０００回転のときには、動径速度により劇的な変化が起こり、ディスク形状電極２６の中心からリング形状電極２８まで、動径速度は約１００ｃｍ／秒から９００ｃｍ／秒超まで変化する。流体１２の流れの加速度は、ディスク形状電極２６とリング形状電極２８との間の電位差によって測定されるように、回転電極２６、２８を用いて達成される流動電位の上昇をもたらす。

上述のように、流体１２の流動電位を流体１２が電極２６、２８を横断する際の動径速度の関数として計算するため、種々の流体１２の流動電位は、電極２６、２８の異なる回転速度で測定されてもよい。一又は複数のこれらの流体１２は、機械で使用する際に、流動電位の比較に基づいて選択されることがある。例えば、機械の中で流体１２が移動すると予測されている速度に等しい、或いは比較的近い動径速度（例えば、流体１２が機械の中で移動する速度の９０％から１１０％）で、一又は複数の他の流体１２よりも低い流動電位を有する流体１２が、その機械の中で使用するために（例えば、油圧作動流体として）選択されてもよい。

追加的に又は代替的に、現在機械で使用されている流体１２の比較的少量の試料（例えば、数十ミリリットル以下）は、機械から（例えば、機械が動作していないときに）抽出可能であり、流体１２の流動電位は一又は複数の所定の動径速度（例えば、流体１２が機械の中で流れる際の速度に等しい或いはほぼ同じ動径速度）で測定可能である。流体１２の少なくとも部分的な交換或いは全体的な交換が必要になっていることを、流動電位が示しているかどうかを判断するため、流動電位は一又は複数の閾値と比較されることがある。例えば、流体１２は機械の汚染又は腐食を起こしやすいことがあり、長い間に流体１２の流動電位は変化することがある。

図６は、測定システム１０の一実施形態の斜視図を図解している。電極アセンブリ１６に加えて、システム１０は、電極アセンブリ１６及び制御装置１８に機械的に結合された可動フレーム１４を含んでもよい。可動フレーム１４は、図６の表示で上方に、下方に、或いは上方と下方の双方に移動することによって、容器２４に対して移動することができる。可動フレーム１４は、容器２４内の流体１２から外へ電極アセンブリ１６を持ち上げるため、及び／又は容器２４内の流体１２の中へ電極アセンブリ１６を下げるために使用される。可動フレーム１４はまた、容器２４内に保持されている流体１２の中に部分的に配設されている間に、回転装置１６を回転させることができる。例えば、回転装置１６は、可動フレーム１４によって、及び／又は一又は複数の他のコンポーネント（例えば、ギヤ、ロッドなど）によって、モーターなどの作動装置２０に結合されてもよい。作動装置２０は、上述のように、電極２６、２８（図１に示す）が容器２４内の流体１２と共に回転するように、回転装置１６を回転することができる。

図６に示されたシステム１０の実施形態を引き続き参照すると、図７は一実施形態による回転装置１６（すなわち、電極アセンブリ）の斜視図を図解している。回転装置１６は、ディスク形状内側電極２６、リング形状外側電極２８、内側絶縁リング形状部材すなわち本体３０、及び外側絶縁リング形状部材すなわち本体３２、を含む回転リング形状電極（ＲＲＤＥ）を備える。内側絶縁リング形状部材３０は、ディスク形状内側電極２６の外径及びリング形状外側電極２８に対して、その中間に配設されている。内側絶縁リング形状部材３０は、内側電極２６から外側電極２８へ向かって、並びに外側電極２８から内側電極２６へ向かって部材３０を流れる電流の伝導を防止する絶縁材料を含む、又は絶縁材料から形成されている。内側絶縁部材３０は図１から３に示した絶縁間隙１２２を表し、ディスク形状内側電極２６がリング形状外側電極２８に接触するのを防止している。代替的に、絶縁間隙１２２は、部材３０が配設されることなく、電極２６、２８の間の空間分離によって形成されてもよい。任意選択により、部材３０の一部は、部材３０が電極２６と電極２８との間のすべての空間を充填することなく、電極２６と電極２８との間に配設されてもよい。

外側絶縁リング形状部材３２は、リング形状外側電極２８の外径に対してその周囲に配設されてもよい。任意選択により、電極アセンブリ１６は外側部材３２を含まないことがある。ディスク形状内側電極２６、リング形状外側電極２８、並びに絶縁部材３０及び３２は、電極２６、２８及び部材３０，３２が一体となって回転するように互いに（例えば、圧入結合、接着剤などによって）結合されていてもよい。電極２６、２８はそれぞれ、流体１２と接触して導電性を示す材料として選択される導電性材料から作成することができる。電極２６、２８は、限定するものではないが、ステンレス鋼、金、銀、プラチナ、カーボン、鋼鉄などの導電性材料を含む、任意の好適な材料から作成されてもよい。一態様では、一又は複数の電極２６、２８は、流体１２が機械の中で使用されるときに流体１２が配設される同一材料から形成される。

電極２６、２８は相互に結合されて（例えば、内側絶縁部材３０によって）、電極２６、２８が相互に動くようになっていてもよい。例えば、一実施形態では、電極２６、２８は相互に結合されていて、電極２６、２８が同時に流体１２に入り、流体１２の中では同一回転速度で回転し、流体１２から同時に取り除かれるようになっていてもよい。さらには、図７に示すように電極２６、２８の各々が単一の導体である場合には、任意選択により、電極２６、２８は複数の分離された導体（例えば、リング、シリンダ、ドットなど）から形成されてもよい。図８は、一実施例により、電極アセンブリ１６の回転数（ＲＰＭ）が異なる場合の電極アセンブリ１６のレイノルズ数（Ｒｅ）の間の関係性８００を図解している。関係性８００は、電極アセンブリ１６の回転数または回転速度を表す水平軸８０２及びレイノルズ数を表す垂直軸８０４と共に表示されている。図示しているように、電極アセンブリ１６の一実施形態で達成されうる比較的大きな又は最大のレイノルズ数は１０，０００ＲＰＭで約２，０００になることがある。場合によっては、より小さな又はより大きなレイノルズ数が得られることがある。

図６に示したシステム１０の実施形態の説明に戻ると、システム１０は作動装置２０の操作に使用される制御装置１８も含む。制御装置１８は、一又は複数のハードウェア回路、或いは一又は複数のプロセッサ、制御装置、又は他のロジックに基づくコンピュータ装置を含む又はこれに結合された電気回路を含みうる。一実施形態では、制御装置１８は、コンピュータ或いは装置１８の回路（例えば、回路基板）のハードウェアに組み込まれた命令に基づいて動作する計算装置を表す。任意選択により、制御装置１８は、有形かつ非一過性のコンピュータ可読記憶装置（例えば、ハードドライブメモリ）上に保存された命令に基づいて動作してもよい。

制御装置１８は、システム１０のオペレータによって使用され、作動装置２０が流体１２の中で電極２６、２８を回転する速度を制御することができる。制御装置１８は、作動装置２０が電極２６、２８を回転する速度を変更するオペレータによって作動される一又は複数の装置（例えば、ノブ、スイッチ、マウス、タッチスクリーンなど）を含みうる。電気エネルギー感知装置２２は電極２６、２８に導電的に結合される。感知装置２２は、流体１２及び電極２６、２８の相互の相対的な運動によって電極２６、２８に誘導される電気エネルギーの量を測定する、一又は複数の装置を含む。例えば、感知装置２２は、電極２６、２８を含む電気回路の電極２６と電極２８との間の電位差を測定する、一又は複数の電圧計を含みうる。この回路は電極２６と電極２８との間で開いていることがある。感知装置２２は、電極２６と電極２８との間のこの回路の開回路電位を測定することができる。例えば、感知装置２２は、回転装置１６の複数の位置で測定された流体１２の電圧の差異に基づいて流体１２の流動電位を決定するため、流体１２が回転装置１６を横断するにつれて、回転装置１６の複数の位置（例えば、電極２６、２８）で流体１２の電圧を測定することができる。電圧計２２は、回転装置１６の複数の位置で測定された流体１２の電圧のより大きな差異を超える流体１２の流動電位を決定するように構成されている。

感知装置２２は、回転数がそれぞれ異なる場合に、回転装置１６の複数の位置で測定された流体１２の電圧の差異に基づいて、回転数がそれぞれ異なる場合の流体１２の流動電位を測定するように構成されている。一態様では、異なる回転数はそれぞれ、０〜１０，０００ＲＰＭの範囲内に入る。他の態様では、異なる回転数が使用されることがあり、１０，０００ＲＰＭを超えることもある。さらに別の態様では、感知装置２２は、種々の特性に基づいて流体１２の流動電位を決定するように構成されてもよい。

図８は流体を試験するための方法の一態様を図解するフロー図である。方法４０は、流動電位の特性を一又は複数の流体１２の流体速度の関数として示すため上記に説明されているシステム１０を用いてもよい。他の態様では、方法４０は別のシステムを用いてもよい。４２では、回転装置は容器内に配置され、容器内に入れられた流体内で回転される。この装置は、電極２６、２８などの複数の導電性電極を含む。回転装置の回転により、流体は電極を横断し、電極上に電位（すなわち、電圧）を誘導する。上述のように、回転装置は、ディスク形状内側電極、リング形状外側電極、及び内側絶縁間隙（すなわち、リング形状部材）を備える回転リングディスク電極を備えてもよい。

４４では、流体が回転装置を横断するにつれて、回転装置の複数の位置で流体の電圧が測定される。例えば、電極２６、２８が一体となって流体１２の中で回転されるにつれて、電極２６、２８で電位を測定するために電圧計又は他の装置が使用可能である。電極２６、２８が回転される速度は決定可能であり、測定された電位差に関連付けられる。

４６では、流体の流動電位は、回転装置の複数の位置で測定された流体の電位差に基づいて決定される。特定の位置（例えば、電極２６、２８）で測定された流体の電位差は、電極２６、２８を横断して流れる流体の動径速度での流体の流動電位を表す。

４８では、回転装置が流体の中で回転される速度が変更されてもよい。一実施形態では、方法４０のフローは、電極２６、２８の回転速度が異なる場合に流体の流動電位が測定可能となるように、４２に戻ってもよい。電極２６、２８を横断する流体の速度に関して、流体の流動電位がどのように変化するかを決定するために、電極２６、２８の回転速度が異なる場合に数回測定されてもよい。例えば、同一の流体１２に関して、流体１２の流動電位は、電極２６、２８を横断する流体１２の動径速度が増すにつれて増大し、電極２６、２８を横断する流体１２の動径速度が減るにつれて減少することがある。上述のように、流体速度は、電極２６、２８が流体１２の中で回転する速度から導かれてもよい。測定された流動電位と決定された流体速度との間の関係性を調べることで、流体１２の流動電位を流体速度の関数として得ることができる。一態様では、電極２６、２８が回転される際の異なる回転数は、０〜１０，０００ＲＰＭの範囲内に入ることがある。別の態様では、異なる回転数が使用されてもよい。

一実施形態では、流体に対して決定される一又は複数の流動電位は、流体に変更を加えるか交換が必要かどうかを判断するために使用されることがある。上述のように、長い間には、機械の中の流体の流動電位は上昇して、流体が汚染や腐食を起こしやすいことを示すことがある。一又は複数の流体速度での流体の流動電位は、流動電位が大きすぎるかどうか、その結果として、流体の交換が必要かどうかを判断するため、一又は複数の閾値と比較されてもよい。現在の流体又は別の流体にさらなる検査が実施されない場合には、方法４０は終了することができる。或いは、以下で説明されるように、方法４０は継続することもできる。

５０では、容器内の流体は別の流体に変更されてもよい。異なる流体の流動電位は、異なる流体の流動電位が流体速度の関数として決定可能となるように、４０から４８に関連して上述したように、電極の一又は複数の回転速度で測定可能である。追加流体の流動電位は同様な方法で決定可能である。

５２では、一又は複数の流体速度又は回転速度での流体の流動電位が比較される。一態様では、流体は、決定された最低の流動電位又は最速の流体速度において一又は複数の他の流体よりも低い流動電位、一又は複数の他の流体速度よりも速い流体速度、電極２６、２８の最速の回転速度、又は一又は複数の他の回転速度よりも速い電極２６、２８の回転速度を有するように特定される。この流体は、導電体又は流体が配置される容器の汚染又は腐食を起こしにくいことがある。

５４では、選択された流体は機械又は他の流体装置の中で使用可能である。上述のように、この流体は比較的流動電位が低いため、流体は機械や装置を汚染又は腐食しにくいことがある。他の態様では、方法４０の任意の操作は、実質的に変更されることがあり、順序通りに行われないことや、一又は複数の追加手順が付加されることがある。

本明細書に記載された流動電位を測定するため、調速回転装置（ＭＳＲ回転装置）及び制御装置を、回転リングディスク電極（Ｅ７Ｒ８ ＲＲＤＥ及びＭＳＲシャフト）（Ｐｉｎｅ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ Ｃｏｍｐａｎｙ（ペンシルバニア州グローブシティ）から市販されている）；４４０Ｃスチール回転リングディスク電極；三電極式セルキット；及び定電位電解装置（Ｇａｍｒｙ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ（ペンシルバニア州ウォーミンスター）から市販されている）と共に使用した。定電位電解装置（Ｇａｍｒｙ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ（ペンシルバニア州ウォーミンスター）から市販されている）は、ディスク電極２６とリング電極２８との間の開回路電位を回転速度の関数として測定するために使用した。定電位電解装置のリード線は電極アセンブリの回転装置に（緑と青のリード線がディスクブラシに、赤と橙のリード線がリングブラシに）接続された。白のリード線（基準）はジャンパ線を経由して赤いリード線に接続された。しかしながら、基準電極は不要であるか使用しない。

セルには検査中の流体約２００ｍｌを満たした。電極には、ダイヤモンドペーストを用いて、さらにその後アルミナによって研磨を行った。その後電極を脱イオン（ＤＩ）水ですすぎ、キムワイプで拭き取った。回転速度を０ＲＰＭに確実に設定し、電極アセンブリの先端又は端部が約０．５インチ（１．２７ｃｍ）の深さまで流体に浸るまで、電極を流体試料中に挿入した。電極アセンブリをセルの中心に配置して、セルの側面をこすらないように固定した。サンプリング時間を１０秒、持続時間を１０，０００秒としてＥｏｃ実験を実施した。アセンブリの回転速度は１，０００秒ごとに変更した。各実験にはおよそ２．５時間を要した。上記の実験を各試験流体に対して３回反復し、各実験の間に電極アセンブリを洗浄及び研磨し、流体試料は実験のたびに新鮮なものに交換した。図９及び１０の流動電位は、結果として得られた流動電位を示している。ディスク電極２６とリング電極２８との間で測定された流動電位は、電極２６、２８の回転数が上がるにつれて増加することが観測された。

一実施形態では、（例えば、流体の特性を決定するための）方法は、流体内で電極アセンブリをある回転速度で回転することを含む。電極アセンブリは第１の電極と第２の電極を含む。電極アセンブリの回転によって、流体の少なくとも一部は引き込まれ、第１の電極と第２の電極を横断する。方法はまた、電極アセンブリの回転によって、流体の少なくとも一部が第１の電極と第２の電極を横断するにつれて、第１の電極と第２の電極との間の電位を測定すること、並びに電位差を用いて流体の流動電位を決定することを含む。

一態様では、方法はまた、流体が第１の電極と第２の電極を横断する流体速度の関数として、流体の流動電位を決定することを含む。

一態様では、流体の流動電位は、流体内で電極アセンブリを複数の異なる回転速度で回転すること、複数の異なる回転速度で第１の電極と第２の電極との間の複数の異なる電位差を測定すること、電極アセンブリが対応する異なる回転速度で回転されるとき第１の電極と第２の電極を横断する流体の複数の異なる流体速度を決定すること、並びに対応する異なる流体速度で流体の一又は複数の流動電位を決定すること、によって流体速度の関数として決定される。

一態様では、電極アセンブリは、内側電極として第１の電極と外側電極として第２の電極を備え、内側電極と外側電極は絶縁間隙によって分離されている。

一態様では、方法はまた、電極アセンブリを一又は複数の追加流体の中で回転すること、一又は複数の追加流体に対して第１の電極と第２の電極との間の一又は複数の追加の電位差を測定すること、一又は複数の追加の電位差を用いて一又は複数の追加流体に対して一又は複数の追加の流動電位を決定すること、並びに、流体の流動電位と一又は複数の追加流体の一又は複数の追加の流動電位を比較することにより、機械の中で使用される少なくとも１つの流体或いは一又は複数の追加流体を選択すること、を含む。

一態様では、測定される電位差は、第１の電極と第２の電極を含む電子回路に対して第１の電極と第２の電極との間の開回路電圧を表す。

一態様では、電極アセンブリの回転により、第１の電極と第２の電極の双方はその回転速度で回転される。

一態様では、流体は非電解質溶液又は水溶液である。任意選択により、流体は電解質を含む又は含まない、水溶液又は非水溶液（すなわち、流体）であってもよい。

一実施形態では、システム（例えば、流体の測定システム）は電極アセンブリ、作動装置、及び電気エネルギー感知装置を含む。電極アセンブリは、絶縁間隙によって互いに分離された第１の電極と第２の電極を含む。作動装置は、検査中の流体内で電極アセンブリを回転するため、電極アセンブリに結合されるように構成されている。電気エネルギー感知装置は、電極アセンブリの第１の電極と第２の電極に導電的に結合されるように構成されている。電気エネルギー感知装置はまた、作動装置が電極アセンブリをある回転速度で回転することによって、流体が第１の電極と第２の電極を横断するにつれて、第１の電極と第２の電極との間の電圧差を測定するように構成されている。測定される電位差は、流体の流動電位を代表するものである。

一態様では、作動装置は、電極アセンブリを流体の中で複数の異なる回転速度で回転するように構成されており、電気エネルギー感知装置は第１の電極と第２の電極との間の複数の異なる電位差を対応する複数の異なる回転速度で測定するように構成されている。異なる回転速度により、流体は対応する複数の異なる流体速度で第１の電極と第２の電極を横断する。流体の流動電位は、複数の異なる電位差及び複数の異なる流体速度を用いて、流体速度の関数として決定可能である。

一態様では、電極アセンブリは、内側電極として第１の電極と外側電極として第２の電極を含み、内側電極と外側電極は絶縁間隙によって分離されている。

一態様では、内側電極はディスク形状電極であり、絶縁間隙は内側電極と外側電極との間のリング形状の分離であり、また外側電極はリング形状電極である。

一態様では、電極アセンブリの絶縁間隙は、第１の電極と第２の電極との間に配設される誘電体を含む。

一態様では、電気エネルギー感知装置は、第１の電極と第２の電極を含む電子回路について第１の電極と第２の電極との間の開回路電圧として、電位差を測定するように構成されている。

一態様では、作動装置は電極アセンブリを回転するように構成されており、第１の電極と第２の電極の双方はその回転速度で回転される。

一実施形態では、（例えば、流体を検査するための）方法は、流体の中に少なくとも部分的に沈む第１の電極と第２の電極を含む。第１の電極と第２の電極は絶縁間隙によって互いに分離されている。方法はまた、第１の電極と第２の電極を流体内で同じ回転速度で回転することを含む。第１の電極と第２の電極を同じ回転速度で回転することにより、流体は動径方向の流体速度で第１の電極と第２の電極を横断する。方法はまた、流体が動径方向の流体速度で第１の電極と第２の電極を横断するにつれて、第１の電極と第２の電極との間の電位差を測定すること、及び電位差及び動径方向の流体速度を用いて、流体の流動電位を流体速度の関数として決定することを含む。

一態様では、第１の電極は内側ディスク形状電極であり、第２の電極は内側ディスク形状電極の外周を少なくとも部分的に取り囲む外側リング形状電極である。内側ディスク形状電極と外側リング形状電極は、第１の電極と第２の電極の回転によって内側ディスク形状電極と外側リング形状電極が双方とも同じ回転速度で共通軸の周りを回転するように、誘電体によって互いに結合されている。

一態様では、流体の流動電位は、第１の電極と第２の電極を含む電極アセンブリを複数の異なる回転速度で回転すること、電極アセンブリが前記複数の異なる回転速度で回転される場合に第１の電極と第２の電極との間の複数の異なる電位差を測定すること、流体が第１の電極と第２の電極を複数の異なる回転速度で横断する際の複数の異なる流体速度を決定すること、並びに複数の異なる流体速度で流体の複数の異なる流動電位を決定すること、によって流体速度の関数として決定される。

一態様では、流体は非電解質溶液又は水溶液である。任意選択により、流体は電解質を含む又は含まない、水溶液又は非水溶液（すなわち、流体）であってもよい。

一態様では、方法はまた、一又は複数の追加流体の一又は複数の追加の流動電位を、一又は複数の追加流体の流体速度の関数として決定すること、並びに対応する流動電位或いは一又は複数の追加の流動電位に基づいて、機械の中で使用される少なくとも１つの流体或いは一又は複数の追加流体を流体速度の関数として選択することをさらに含む。

方法に関連して上述の一又は複数の操作は、一又は複数のプロセッサを用いて実行されてもよい。本明細書で説明されているシステムの中の異なる装置は一又は複数のプロセッサを表し、２つ以上のこれらの装置は少なくとも１つの同一プロセッサを含むことがある。一実施形態では、本明細書に記載されている操作は、本明細書に記載されている方法又は方法の一部を実施するように、一又は複数のプロセッサ（例えば、本明細書に記載されている装置）が配線で接続されているときに、及び／又は方法に関連して記載されている操作を実施するように、プロセッサ（例えば、本明細書に記載されている装置）が一又は複数の当業者によって書かれた一又は複数のソフトウェアプログラムに従って動作するときに、実施される動作を表すことがある。

上記の説明は例示的であって、限定的でないように意図されていることを理解されたい。例えば、上述の実施形態（及び／又はその態様）は、相互に組み合わせで使用されてもよい。加えて、本発明の範囲から逸脱することなく、本発明の主題の教示に多数の修正を加えて特定の状況又は材料に適応させることが可能である。本明細書に記載されている材料の寸法及び種類は、本発明の主題のパラメータを定義するように意図されており、これらは決して限定的なものではなく、例示的な実施形態である。上記の説明を検討する当業者にとっては、他の多数の実施形態が明らかであろう。したがって、本発明の主題の範囲は、添付の特許請求の範囲に加えて、このような特許請求の範囲が権利を与えられる均等物のあらゆる範囲を参照して決定されるべきである。添付の特許請求の範囲では、平易な英語として使われる「〜を含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」及び「〜で（ｉｎ ｗｈｉｃｈ）」の表現は、それぞれ「〜を備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」及び「〜において（ｗｈｅｒｅｉｎ）」と同等である。さらに、以下の特許請求の範囲では、「第１の」「第２の」及び「第３の」などの表現は、単なる標識として使用されるものであり、それらの対象物の数値的要件を課すことを意図していない。さらに、以下の特許請求の範囲は、ミーンズ・プラス・ファンクション（手段＋機能）形式で記述されておらず、また、このような特許請求の範囲の限界が、さらなる構造を持たない機能の記述の前に「〜ための手段（ｍｅａｎｓ ｆｏｒ）」という表現を明示的に使用しない限り、かつ使用するまで、米国特許法第１１２条第６項に基づいて解釈されることを意図していない。

本明細書は、本発明の主題の幾つかの実施形態を開示するために、また、任意の装置またはシステムを作製および使用すること、並びに任意の組み込まれる方法を実施することを含め、当業者が本発明の主題の実施形態を実施し得るようにするために、実施例を用いる。本発明の主題の特許可能な範囲は特許請求の範囲によって定義されており、当業者であれば想起される他の実施例も含みうる。このような他の例は、それらが特許請求の範囲の文言と異ならない構成要素を有する場合、あるいは、それらが特許請求の範囲の文言とわずかに異なる均等な構成要素を有する場合は、特許請求の範囲の範囲内にあることを意図する。

本発明の主題の幾つかの実施形態の先行する記述は、添付図面を参照して読むことによりよく理解されるであろう。様々な実施形態の機能ブロックの図形を図解する図面に関する限り、機能ブロックは必ずしもハードウェア回路間の区分を示してはいない。したがって、例えば、一又は複数の機能ブロック（例えば、プロセッサやメモリ）は１個のハードウェア（例えば、汎用信号プロセッサ、マイクロコントローラ、ランダムアクセスメモリ、ハードディスクなど）に実装されてもよい。同様に、プログラムは独立したプログラムでもよく、オペレーティングシステムにサブルーチンとして組み込まれてもよく、インストールされたソフトウェアパッケージの機能などであってもよい。種々の実施形態は、図面に示されている配置及び手段には限定されない。

本明細書で使用しているように、「１つの」という語から始まって単数形で記載されている要素又はステップは、複数の前記要素又はステップを除外することが明示的に記載されていない限り、複数の要素又はステップを除外しないと理解すべきである。さらに、本発明の主題の「一実行形態」への言及は、記載されている特徴も取り込む他の実行形態の存在を除外するように解釈されることを意図していない。さらに、逆に明示的に記載されていない場合には、特定の性質を有する要素又は複数の要素を「備える」、「含む」、又は「有する」実施形態は、その性質を有していない追加的な要素を含むことがある。

条項１ 第１の電極と第２の電極を備える電極アセンブリを流体内である速度で回転することであって、前記電極アセンブリの回転によって、前記流体の少なくとも一部は引き込まれ、前記第１の電極と前記第２の電極を横断する回転することと；前記流体の少なくとも一部が、前記電極アセンブリの回転によって、前記第１の電極と前記第２の電極を横断するにつれて、第１の電極と第２の電極との間の電位差を測定することと；前記電位差を用いて前記流体の流動電位を決定することと、を含む方法。

条項２ 前記流体が第１の電極と第２の電極を横断する流体速度の関数として、前記流体の前記流動電位を決定することをさらに含む、条項１に記載の方法。

条項３ 前記流体の前記流動電位は、前記流体内で前記電極アセンブリを複数の異なる回転速度で回転すること、前記複数の異なる回転速度で前記第１の電極と前記第２の電極との間の複数の異なる電位差を測定すること、前記電極アセンブリが前記対応する異なる回転速度で回転されるとき第１の電極と第２の電極を横断する前記流体の複数の異なる流体速度を決定すること、並びに前記対応する異なる流体速度で前記流体の一又は複数の流動電位を決定すること、によって前記流体速度の関数として決定される、条項２に記載の方法。

条項４ 前記電極アセンブリは、内側電極として前記第１の電極と外側電極として前記第２の電極を備え、前記内側電極と前記外側電極は絶縁間隙によって分離されている、条項１に記載の方法。

条項５ 前記電極アセンブリを一又は複数の追加流体の中で回転すること、前記一又は複数の追加流体に対して前記第１の電極と前記第２の電極との間の一又は複数の追加の電位差を測定すること、前記一又は複数の追加の電位差を用いて前記一又は複数の追加流体に対して一又は複数の追加の流動電位を決定すること、並びに、前記流体の前記流動電位と前記一又は複数の追加流体の前記一又は複数の追加の流動電位を比較することにより、機械の中で使用される少なくとも１つの前記流体又は前記一又は複数の追加流体を選択すること、をさらに含む、条項１から４のいずれか一項に記載の方法。

条項６ 測定される前記電位差は、第１の電極と第２の電極を含む電子回路に対して第１の電極と第２の電極との間の開回路電圧を表す、条項１に記載の方法。

条項７ 前記電極アセンブリの回転により、前記第１の電極と第２の電極の双方を前記回転速度で回転させる、条項１に記載の方法。

条項８ 前記流体は非電解質溶液又は水溶液である、条項１に記載の方法。

条項９ 絶縁間隙によって互いに分離された第１の電極及び第２の電極を備える電極アセンブリと；前記電極アセンブリを検査中の流体内で回転するため、前記電極アセンブリに結合されるように構成されている作動装置と；前記電極アセンブリの前記第１の電極と前記第２の電極に導電的に結合されるように構成されている電気エネルギー感知装置であって、前記作動装置が前記電極アセンブリをある回転速度で回転することによって、前記流体が前記第１の電極と第２の電極を横断するにつれて、前記第１の電極と前記第２の電極との間の電位差を測定するように構成されている電気エネルギー感知装置と、を備えるシステムであって、測定される前記電位差は前記流体の流動電位を表しているシステム。

条項１０ 前記作動装置は前記流体内で前記電極アセンブリを複数の異なる回転速度で回転するように構成されており、前記エネルギー感知装置は前記対応する複数の異なる回転速度で前記第１の電極と前記第２の電極との間の複数の異なる電位差を測定するように構成されており、前記異なる回転速度によって前記流体は、対応する複数の異なる流体速度で前記第１の電極と前記第２の電極を横断し、また、前記流体の前記流動電位は、前記複数の異なる電位差と前記複数の異なる流体速度を用いて前記流体速度の関数として決定されうる、条項９に記載のシステム。

条項１１ 前記電極アセンブリは、内側電極として前記第１の電極と外側電極として前記第２の電極を備え、前記内側電極と前記外側電極は絶縁間隙によって分離されている、条項９に記載の方法。

条項１２ 前記内側電極はディスク形状電極であり、前記絶縁間隙は前記内側電極と前記外側電極との間のリング形状の分離であり、また前記外側電極はリング形状電極である、条項１１に記載のシステム。

条項１３ 前記電極アセンブリの前記絶縁間隙は、前記第１の電極と前記第２の電極との間に配設された誘電体を含む、条項９に記載のシステム。

条項１４ 電気エネルギー感知装置は、前記第１の電極と第２の電極を含む電子回路について前記第１の電極と前記第２の電極との間の開回路電圧として、前記電位差を測定するように構成されている、条項９に記載のシステム。

条項１５ 前記作動装置は、前記第１の電極と第２の電極の双方が前記回転速度で回転されるように、前記電極アセンブリを回転するように構成されている、条項９に記載のシステム。

条項１６ 流体内で少なくとも部分的に沈む第１の電極と第２の電極であって、絶縁間隙によって互いに分離されている第１の電極と第２の電極と；前記第１の電極と前記第２の電極を流体内で同じ回転速度で回転することであって、前記第１の電極と前記第２の電極とが同じ回転速度で回転することによって、前記流体は動径方向の流体速度で第１の電極と第２の電極を横断する、回転することと；前記流体が前記動径方向の流体速度で前記第１の電極と前記第２の電極を横断するにつれて、前記第１の電極と前記第２の電極との間の電位差を測定することと；前記電位差及び前記動径方向の流体速度を用いて、前記流体の流動電位を流体速度の関数として決定することと、を含む方法。

条項１７ 前記第１の電極は内側ディスク形状電極であり、前記第２の電極は前記内側ディスク形状電極の外周を少なくとも部分的に取り囲む外側リング形状電極であり、前記内側ディスク形状電極及び前記外側リング形状電極は、前記第１の電極と前記第２の電極との回転によって前記内側ディスク形状電極と前記外側リング形状電極が双方とも同じ回転速度で共通軸の周りを回転するように、絶縁体によって互いに結合されている、条項１６に記載の方法。

条項１８ 前記流体の前記流動電位は、前記第１の電極と前記第２の電極を含む電極アセンブリを複数の異なる回転速度で回転すること、前記電極アセンブリが前記複数の異なる回転速度で回転される場合に前記第１の電極と前記第２の電極との間の複数の異なる電位差を測定すること、前記流体が前記第１の電極と前記第２の電極を前記複数の異なる回転速度で横断する際の複数の異なる流体速度を決定すること、並びに前記複数の異なる流体速度で前記流体の複数の異なる流動電位を決定すること、によって前記流体速度の関数として決定される、条項１６に記載の方法。

条項１９ 前記流体は非電解質溶液又は水溶液である、条項１６に記載の方法。

条項２０ 一又は複数の追加流体の一又は複数の追加の流動電位を、一又は複数の追加流体の流体速度の関数として決定すること、並びに前記流動電位或いは一又は複数の追加の流動電位に基づいて、機械の中で使用される少なくとも１つの前記流体或いは一又は複数の追加流体を流体速度の関数として選択することをさらに含む、条項１６から１９のいずれか一項に記載の方法。

１０ システム
１２ 流体
１４ 可動フレーム
１６ 回転装置
１８ 制御装置
２０ 作動装置
２２ 感知装置
２４ 容器
２６ 電極
２８ 電極
３０ 絶縁部材
３２ 絶縁部材
８０ グラフ
９０ グラフ
１２２ 絶縁間隙
１２４ シャフト
２００ 共通軸
３００ 流路
４００ 水平軸（回転速度）
４０２ 垂直軸（プラントル数）
５００ 水平軸（動径速度）
５０２ 垂直軸（毎分回転数）
Ｖ_ｙ 垂直流体速度
Ｖ_ｒ 動径速度

Claims (18)

1. ディスク形状電極と、前記ディスク形状電極の外周を取り囲むリング形状電極とを備える電極アセンブリを流体内である回転速度で回転することであって、前記電極アセンブリの回転が、前記流体の少なくとも一部を、前記ディスク形状電極及び前記リング形状電極を横断するように引き寄せる、回転することと、
   前記流体の少なくとも一部が、前記電極アセンブリの回転によって、前記ディスク形状電極及び前記リング形状電極を横断する時に、前記ディスク形状電極と前記リング形状電極との間の電位差を測定することと、
   前記電位差を用いて前記流体の流動電位を決定することと、
   前記流体の前記流動電位を、前記流体が前記ディスク形状電極及び前記リング形状電極を横断する際の流体速度の関数として決定することと、を含む方法。
2. 前記流体の前記流動電位は、前記流体内で前記電極アセンブリを複数の異なる回転速度で回転すること、前記複数の異なる回転速度で前記ディスク形状電極と前記リング形状電極との間の複数の異なる電位差を測定すること、前記電極アセンブリが対応する前記異なる回転速度で回転される場合に前記ディスク形状電極及び前記リング形状電極を横断する前記流体の複数の異なる流体速度を決定すること、並びに対応する前記異なる流体速度で前記流体の一又は複数の流動電位を決定すること、によって前記流体速度の関数として決定される、請求項１に記載の方法。
3. 前記電極アセンブリは、絶縁間隙によって分離されている前記ディスク形状電極及び前記リング形状電極を備える、請求項１または２に記載の方法。
4. 前記電極アセンブリを一又は複数の追加流体の中で回転すること、前記一又は複数の追加流体に対して前記ディスク形状電極と前記リング形状電極との間の一又は複数の追加の電位差を測定すること、前記一又は複数の追加の電位差を用いて前記一又は複数の追加流体に対して一又は複数の追加の流動電位を決定すること、並びに、前記流体の前記流動電位と前記一又は複数の追加流体の前記一又は複数の追加の流動電位とを比較することにより、機械の中で使用される、前記流体又は前記一又は複数の追加流体の少なくとも１つを選択すること、をさらに含む、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
5. 測定される前記電位差は、前記ディスク形状電極及び前記リング形状電極を含む電子回路に対する前記ディスク形状電極と前記リング形状電極との間の開回路電圧を表す、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
6. 前記電極アセンブリの回転により、前記ディスク形状電極及び前記リング形状電極の双方を前記回転速度で回転させる、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
7. 前記流体は非電解質溶液又は水溶液である、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
8. 絶縁間隙によって互いに分離されたディスク形状電極と、前記ディスク形状電極の外周を取り囲むリング形状電極とを備える電極アセンブリと、
   前記ディスク形状電極及び前記リング形状電極が流体内に沈められている間、前記ディスク形状電極及び前記リング形状電極を検査中の前記流体内で回転するため、前記電極アセンブリに結合されるように構成されている作動装置と、
   前記電極アセンブリの前記ディスク形状電極及び前記リング形状電極に導電的に結合されるように構成されている電気エネルギー感知装置であって、前記作動装置が前記電極アセンブリをある回転速度で回転することによって、前記流体が前記ディスク形状電極及び前記リング形状電極を横断する時に、前記ディスク形状電極と前記リング形状電極との間の電位差を測定するように構成されている電気エネルギー感知装置と、を備え、
   測定される前記電位差は前記流体の流動電位を表しており、
   前記流体の前記流動電位は、前記流体が前記ディスク形状電極及び前記リング形状電極を横断する際の流体速度の関数として決定される、システム。
9. 前記作動装置は前記流体内で前記電極アセンブリを複数の異なる回転速度で回転するように構成されており、前記エネルギー感知装置は対応する前記複数の異なる回転速度で前記ディスク形状電極と前記リング形状電極との間の複数の異なる電位差を測定するように構成されており、前記異なる回転速度によって前記流体は、対応する複数の異なる流体速度で前記ディスク形状電極及び前記リング形状電極を横断し、また、前記流体の前記流動電位は、前記複数の異なる電位差と前記複数の異なる流体速度を用いて前記流体速度の関数として決定されうる、請求項８に記載のシステム。
10. 前記絶縁間隙は前記ディスク形状電極と前記リング形状電極との間のリング形状の分離である、請求項８または９に記載のシステム。
11. 前記電極アセンブリの前記絶縁間隙は、前記ディスク形状電極と前記リング形状電極との間に配設された誘電体を含む、請求項８または９に記載のシステム。
12. 前記電気エネルギー感知装置は、前記ディスク形状電極及びリング形状電極を含む電子回路に対する前記ディスク形状電極と前記リング形状電極との間の開回路電圧として、前記電位差を測定するように構成されている、請求項８から１１のいずれか一項に記載のシステム。
13. 前記作動装置は、前記ディスク形状電極及び前記リング形状電極の双方が前記回転速度で回転されるように、前記電極アセンブリを回転するように構成されている、請求項８から１２のいずれか一項に記載のシステム。
14. 絶縁間隙によって互いに分離されているディスク形状電極と、前記ディスク形状電極の外周を取り囲むリング形状電極とを流体内に少なくとも部分的に沈めることと、
    前記ディスク形状電極及び前記リング形状電極を流体内で同じ回転速度で回転することであって、前記ディスク形状電極と前記リング形状電極とが同じ回転速度で回転することによって、前記流体は動径方向の流体速度で前記ディスク形状電極及び前記リング形状電極を横断する、回転することと、
    前記流体が前記動径方向の流体速度で前記ディスク形状電極及び前記リング形状電極を横断する時に、前記ディスク形状電極と前記リング形状電極との間の電位差を測定することと、
    前記電位差及び前記動径方向の流体速度を用いて、前記流体の流動電位を流体速度の関数として決定することと、を含む方法。
15. 前記ディスク形状電極及び前記リング形状電極は、前記ディスク形状電極と前記リング形状電極との回転によって前記ディスク形状電極及び前記リング形状電極が双方とも同じ回転速度で共通軸の周りを回転するように、誘電体によって互いに結合されている、請求項１４に記載の方法。
16. 前記流体の前記流動電位は、前記ディスク形状電極及び前記リング形状電極を含む電極アセンブリを複数の異なる回転速度で回転すること、前記電極アセンブリが前記複数の異なる回転速度で回転される場合に前記ディスク形状電極と前記リング形状電極との間の複数の異なる電位差を測定すること、前記流体が前記ディスク形状電極及び前記リング形状電極を前記複数の異なる回転速度で横断する際の複数の異なる流体速度を決定すること、並びに前記複数の異なる流体速度で前記流体の複数の異なる流動電位を決定すること、によって前記流体速度の関数として決定される、請求項１４または１５に記載の方法。
17. 前記流体は非電解質溶液又は水溶液である、請求項１４から１６のいずれか一項に記載の方法。
18. 一又は複数の追加流体の一又は複数の追加の流動電位を、一又は複数の追加流体の流体速度の関数として決定すること、並びに前記流動電位或いは一又は複数の追加の流動電位に基づいて、機械の中で使用される、前記流体或いは一又は複数の追加流体の少なくとも１つを流体速度の関数として選択することをさらに含む、請求項１４から１７のいずれか一項に記載の方法。

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