JP6592765B2 - 粒子計数装置 - Google Patents
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Description
本発明者らは、既に上記問題の解決を図る粒子計数装置を提案している(特許文献2参照)。
しかしながら、上記のような粒子計数装置は、潤滑対象部と測定部との間に配管を設け、ポンプを用いて一定の流量の液体を測定部に流すため、少量の液体を試料として測定を行うには向いていなかった。また、計測後には配管や測定部等の液体流路に液体が残留するので、別の液体試料を測定するときには、液体の流路を洗浄するために洗浄液や余分な液体試料が必要となる。
このため、少量の液体であっても液体中の粒子の性状及び数の測定可能であり、小型で簡単な構成により、広範に適用可能な粒子計数装置とすることが強く求められている。
2.前記液体供給部、前記センサ部及び前記排出部は、上からこの順に直接接続されており、前記貯留部は、先端が下方となるように立設される注射器であり、前記液体供給部は、前記注射器のプランジャを等速で移動可能な等速移動機構を有する前記1.記載の粒子計数装置。
3.前記識別計数部は、前記遮断光及び前記複数の散乱光の測定値に基づいて前記粒子の形状を識別する形状識別手段を備える前記1.又は2.に記載の粒子計数装置。
4.前記識別計数部は、前記遮断光及び前記複数の散乱光の測定値に基づいて前記粒子の材質を識別する材質識別手段を備える前記1.又は2.に記載の粒子計数装置。
前記液体供給部、前記センサ部及び前記排出部は、上からこの順に直接接続されており、前記貯留部は、先端が下方となるように立設される注射器であり、前記液体供給部は、前記注射器のプランジャを等速で移動可能な等速移動機構を有する場合は、粒子計数装置を簡易且つ小型に構成することができ、一定流量の潤滑油を高精度にセンサ部に供給することができる。
前記識別計数部は、前記遮断光及び前記複数の散乱光の値に基づいて前記粒子の形状を識別する形状識別手段を備える場合は、潤滑油中の粒子の性状を更に詳細に識別しつつ粒子の個数を計数することができる。
前記識別計数部は、前記遮断光及び前記複数の散乱光の値に基づいて前記粒子の材質を識別する材質識別手段を備える場合は、潤滑油中の粒子の性状を更に詳細に識別しつつ粒子の個数を計数することができる。
また、液体供給部(20)、センサ部(10)及び排出部(40)は、この順に直接接続されており、液体供給部(20)とセンサ部(10)とを貫通する液体の流路が直線状に配置されている。「直接接続」とは、貯留部(21)とセンサ部(10)との間、及びセンサ部(10)と排出部(40)との間に配管を設けることなく接続することをいう。また、液体供給部(20)、センサ部(10)及び排出部(40)は、上からこの順に直接接続するとより好ましい。液体供給部(20)、センサ部(10)及び排出部(40)を鉛直に並べることにより装置の設置面積をより小さくすることができる。また、流路が上下方向となるため、流路内の液体が重力によって排出部(40)に下降して流路内に残留し難くなり、センサ部(10)の洗浄がより容易になる。尚、液体供給部(20)、センサ部(10)及び排出部(40)の配列は鉛直方向に限られない。
なお、上記実施形態で記載した各構成の括弧内の符号は、後述する実施例に記載の具体的構成との対応関係を示すものである。
上記「粒子」の種類は特に問わず、例えば、金属粉、ガラス、砂、その他の固形物、水、気泡等を挙げることができる。なお、上記粒子の性状としては、例えば、材質、形状、サイズ等を挙げることができる。また、上記「遮断光」とは、液体中の粒子により遮断される光を意味する。さらに、上記「散乱光」とは、液体中の粒子により散乱された光を意味する。
液体供給部(20)は、脱着可能に設けられる貯留部(21)を具備し、貯留部(21)に貯留された液体をセンサ部(10)に一定流量で供給する手段である。
貯留部(21)は、液体を貯留する容器である。このような容器の例として、シリンジ(22)及びプランジャ(23)からなる注射器を例示することができる。シリンジ(22)の容量は適宜設定することができ、例えば、5〜10ml程度とすることができる。また、シリンジ(22)に貯留する液体の量は3〜8mlとすることができる。尚、貯留する液体の一部は、流路の共洗いに用いられる。
また、液体供給部(20)は、貯留部(21)に貯留されている液体を一定流量でセンサ部(10)供給するために、貯留部(21)を押圧等して液体を押し出す手段を備えることができる。例えば、貯留部(21)が注射器である場合は、プランジャ(23)を等速で移動可能な等速移動機構(30)を有する形態(例えば、図1等参照)を挙げることができる。また、既知のシリンジポンプを用いてもよい。
液体供給部(20)により供給する液体の流量は任意に選択することができ、例えば、5〜20ml/分とすることができる。このような流量とするのは、図3に例示するように、流量を下げると小さい粒子ほど受光体の計測値が上昇して実際の粒子数との誤差が拡大するためである。また、5ml/分以上としたのは、流量を下げ過ぎると、必要油量を計測する時間が長くなり、粒子の沈降が測定結果に及ぼす影響を無視できなくなるため、計測に適さないからである。
排出部(40)は、センサ部(10)から排出される液体を任意の廃液容器(7)等に排出するための手段であり、その構成は特に問わない。
上述の形態の場合、例えば、上記粒子の形状から磨耗形態を識別する磨耗形態識別手段を備えることができる。磨耗形態識別手段は、粒子の形状が既知の磨耗粒子の形状と一致するかを判断することにより磨耗形態を識別する。これにより、液体中の粒子の性状を更に詳細に識別しつつ粒子の個数を計数することができる。
(1)診断システムの構成
本実施例に係る粒子計数装置1は、図1に示すように、センサ部10、液体供給部20、排出部40、識別計数部50を備える。また、センサ部10及び液体供給部20は、台座60に固定されている。
本実施例では、機械システム(例えば、発電機、原動機、航空機、船舶、車両等)の潤滑対象部(例えば、軸受部、ギヤー部、摺動部等の使用対象部)の状態診断を行うために、潤滑対象部から採取された潤滑油(液体)中の粒子を計数することができる。
シリンジ22は、プランジャ23の移動方向が鉛直になるように設置されている。
次に、構成の粒子計数装置1の作用について説明する。粒子計数装置1では、図4に示すように、使用者が、潤滑油を貯留した貯留部21を粒子計数装置1に設置する(ステップS1)。そして、潤滑油情報及び構成部品情報が取得され(ステップS2)、フラッシングが行われる(ステップS3)。その後、測定が開始されて各受光体からの各測定値が取得される(ステップS4)。
本実施例の粒子計数装置1によると、材質識別手段(図4のステップS5)により遮断光及び複数の散乱光の測定値に基づいて粒子の材質が識別される。これにより、潤滑油中の粒子の性状を詳細に識別しつつ粒子の大きさ毎の個数を計数することができる。
また、液体供給部20(貯留部21)、センサ部10及び排出部40は、上からこの順に直接接続され、且つ、図1に示すように、それぞれを貫通する液体の流路が直線状に配置されているため、流路を短くすることができる。これにより流路を満たす液体が少量で済むため、計測に必要な液体の量を8mlと少量とすることができる。また、計数する液体を用いて共洗いすることによって十分に流路全体の洗浄を行うことができるため、別途洗浄液による洗浄が不要となる。更に、流路が直線状且つ鉛直に配置されて排出部40の先端が廃液容器7に差し込まれ、排出部40から排出される液体を廃液容器7内に滴下させることができるため、排出のための構成を容易な構造とすることができる。
本粒子計数装置は、図8に例示する異なるセンサ部及び対応する識別計数部により、粒子の形状や磨耗形態の識別を行うようにすることができる。
図8に示すセンサ部は、半導体レーザ等からなる発光体12と、フォトダイオード等からなる遮断光受光体13と、フォトダイオード等からなる例えば複数の第1散乱光受光体14a〜14g及び第2散乱光受光体15a〜15gと、を備えている。
第1及び第2散乱光受光体14a〜14g、15a〜15gのそれぞれは、発光体12からの照射光の光軸に対して略平行な軸線上に並ぶように配設されている。これら第1及び第2散乱光受光体14a〜14g、15a〜15gは、潤滑油中の粒子pにより散乱された散乱光を受光して、所定の散乱光パルス信号(すなわち、測定値)に変換する。
また、上記実施例において、構成部品に関する情報(例えば、発光体の駆動時間等)に応じて構成部品の交換期限等を報知するようにしてもよい。
Claims (4)
- 機械システムに用いられている潤滑油に光を照射したときの前記潤滑油中の粒子による遮断光及び複数の散乱光の測定値に基づいて前記粒子の大きさ毎に個数を計数する粒子計数装置であって、
前記潤滑油の流路に光を照射し前記遮断光及び前記複数の散乱光を測定するセンサ部と、
脱着可能に設けられる貯留部を具備し、前記機械システムから採取され前記貯留部に貯留された前記潤滑油を前記流路に5〜20ml/分の流量で供給する液体供給部と、
前記センサ部から前記潤滑油を排出する排出部と、
前記センサ部により測定される前記遮断光及び前記複数の散乱光の測定値に基づいて前記粒子の大きさの識別及び計数を行う識別計数部と、を備え、
前記液体供給部、前記センサ部及び前記排出部は、この順に直接接続されており、
前記液体供給部と前記センサ部とを貫通する前記潤滑油の前記流路が直線状に配置されていることを特徴とする粒子計数装置。 - 前記液体供給部、前記センサ部及び前記排出部は、上からこの順に直接接続されており、
前記貯留部は、先端が下方となるように立設される注射器であり、
前記液体供給部は、前記注射器のプランジャを等速で移動可能な等速移動機構を有する請求項1記載の粒子計数装置。 - 前記識別計数部は、前記遮断光及び前記複数の散乱光の測定値に基づいて前記粒子の形状を識別する形状識別手段を備える請求項1又は2に記載の粒子計数装置。
- 前記識別計数部は、前記遮断光及び前記複数の散乱光の測定値に基づいて前記粒子の材質を識別する材質識別手段を備える請求項1又は2に記載の粒子計数装置。
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