JPS582772A - Particle detector - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、流路内のある個所に、粒子センサーを設けた
種類の粒子検出装置に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a particle detection device of the type in which a particle sensor is provided at a certain location within a flow path.
本発明は、特に、エンジンのオイル、モジくは燃料の流
路内における金属片その他の粒子の検出装置に関するも
のであるが、必ずしもこれらに限定されるものではない
。The present invention particularly relates to, but is not necessarily limited to, an apparatus for detecting metal flakes and other particles in the oil, fuel, or oil flow path of an engine.
エンジンのオイル流路内における粒子の性状と、その発
生率を調べることによって、エンジンの状態を有効的に
チェックすることができる。というのは、チェックによ
って、ベヤリングの破損や、その他の注意を要する欠陥
を、重大な事態を招かないうちに、予知することができ
るからである。The condition of the engine can be effectively checked by examining the properties of particles in the oil flow path of the engine and their generation rate. This is because the checks can predict bearing damage or other defects that require attention before they become serious.
エンジンのオイル流路内に磁気を帯びたプラグを挿入し
、そのプラグに付着した粒子を、定期的にチェックする
ことは公知である。粒子の蓄積の程度を、実験から得た
データと比較することによって、エンジンの状態を判断
することができる。It is known to insert a magnetic plug into the oil flow path of an engine and periodically check for particles adhering to the plug. By comparing the extent of particle accumulation with data obtained from experiments, the condition of the engine can be determined.
しかし、プラグを取り外してチェックするのは、時間が
かかるとともに１めんどうなことであり、しかも、非磁
性粒子の有無を確認するとと゛はできない。However, removing and checking the plug is time consuming and troublesome, and it is impossible to check for the presence of non-magnetic particles.
このような欠点を克服するために、センサーのインダク
タンスの変化を利用した粒子検出装置が使用されている
。その−例は、イギリス国特許第１．３４８，８８１号
明細書に開示されている。To overcome these drawbacks, particle detection devices that utilize changes in sensor inductance have been used. An example thereof is disclosed in GB 1.348,881.
この装置では、コイルがオイルの流路の囲りに巻かれて
おり、導電性粒子がコイルを通過すると、発生する渦電
流損によって、インピーダンスが変化する。In this device, a coil is wound around an oil flow path, and when conductive particles pass through the coil, the impedance changes due to the eddy current losses generated.
しかし、この装置に関する問題点は、ある一定の寸法以
下の粒子には反応しないことであり、しかも、このよう
な粒子は、長時間の中に、ベアリングを著しく摩耗させ
たり、損傷させたりすることとなるのである。However, the problem with this device is that it does not respond to particles below a certain size, and these particles can significantly wear and damage the bearings over time. It becomes.
本発明の目的は、上記した諸問題を概ね解決した粒子検
出装置を提供することにある。An object of the present invention is to provide a particle detection device that largely solves the above-mentioned problems.
本発明による粒子検出装置は、流路内の粒子センサーの
上方に、アキュミュレーターを備え、これにより、流路
に沿って流れる粒子の少くとも一部を集め、かつ、集め
られた粒子を、定期的に解放するようにしたことを特徴
としている。The particle detection device according to the present invention includes an accumulator above the particle sensor in the flow path, which collects at least a portion of the particles flowing along the flow path, and collects the collected particles. It is characterized by being released periodically.
このようにして、個々にはセンサーに感知されない小さ
な粒子は、センサーが十分に感知し、かつ反応できる大
きさの塊となって、センサーを通過する。In this way, small particles that are not individually detected by the sensor pass through the sensor in agglomerates large enough for the sensor to sense and react to.
アキュミュレ叩ターは、センサーの出力に応じて、集壕
った粒子を解放する。Accumule batter releases trapped particles according to sensor output.
アキュミュレーターは、磁性の粒子を集めるための磁石
を備えている。この磁石を電磁石とすると、それを除勢
することにより、集まった粒子を解放することができる
。The accumulator is equipped with a magnet to collect magnetic particles. If this magnet is an electromagnet, the collected particles can be released by deenergizing it.
以下、本発明による粒子検出装置を、図面を参照して、
詳しく説明する。Hereinafter, the particle detection device according to the present invention will be explained with reference to the drawings.
explain in detail.
実施例としての粒子検出装置は、ガスタービンエンジン
の潤滑系統におけるオイル流路を流れるオイル中に発生
する金属片その他の粒子の検出用のものである。なおこ
の装置は、エンジンの燃料系統内に発生する粒子を検出
し、数えるのＫも、使用することができる。The particle detection device as an example is for detecting metal pieces and other particles generated in oil flowing through an oil flow path in a lubrication system of a gas turbine engine. Additionally, this device can also be used to detect and count particles generated within the engine's fuel system.
オイルは、流路（２）に沿って、矢印（１）の方向、つ
まり図面の下方に向かって流れる。The oil flows along the flow path (2) in the direction of the arrow (1), that is, towards the bottom of the drawing.
この粒子検出装置は、（２）に設けた粒子センサー（４
）と、その上流側に位置する粒子アキュミュレータ−（
３）とを備えている。粒子アキュミュレイター（３）は
、ある一定の時間粒子を収集した後、センサー（４）で
感知させるために１それを解放する。This particle detection device consists of a particle sensor (4) installed in (2).
) and a particle accumulator (
3). The particle accumulator (3) collects particles for a certain period of time and then releases them for sensing by the sensor (4).
粒子アキュミュレーター（３）は、オイル流路（２）内
に突出する軟鉄製の極片（５１）を有する電磁石の形態
をなしている。極片（６１）のオイル流路外に位置する
部分に１コイル（５２）が巻かれ、その作動は、付勢装
置（６３）によって制御される。The particle accumulator (3) is in the form of an electromagnet with a soft iron pole piece (51) projecting into the oil channel (2). A coil (52) is wound around a portion of the pole piece (61) located outside the oil flow path, and its operation is controlled by a biasing device (63).
センサー（４）は、粒子アキュミュレータ−（３）の下
流に位置し、２個の同一の遮蔽コイル（４０） （４１
）を備えており、各コイルは、流路（２）の、長手方向
に離隔した個所で、流路（２）の周りに巻かれている。The sensor (4) is located downstream of the particle accumulator (3) and is connected to two identical shielding coils (40) (41
), each coil being wound around the flow path (2) at longitudinally spaced apart points of the flow path (2).
２個のコイル（４０） （４Ｆ ）は、発振器（４２）
と直列に接続されている。発振器（４２）は、接地電位
と釣合いを保って、約１０００ＫＨｚの周波数の交流電
圧を発生する。The two coils (40) (4F) are the oscillator (42)
connected in series with. The oscillator (42) generates an alternating voltage at a frequency of approximately 1000 KHz, balanced with ground potential.
また発振器（４２）は、例えば接地基準電位の基準信号
を線（４３）上に供給し、この基準信号は、２個の遮蔽
コイル（４０） （４１）の接点からの出力信号ととも
に、復調器（４４）へ送られる。The oscillator (42) also supplies a reference signal, for example at ground reference potential, on the line (43), which reference signal, together with the output signals from the contacts of the two shielding coils (40) (41), is applied to the demodulator. (44).
発振器（４２）に接続された移相変成及び同期装置（４
５）は、復調器（４４） Ｋ接続され、復調器（４４）
に入る交流信号が復調される時の位相をコントロールす
る働きをする。a phase shift transformer and synchronizer (4) connected to an oscillator (42);
5) is connected to the demodulator (44), and the demodulator (44)
It functions to control the phase when the AC signal entering the circuit is demodulated.
復調器（４４）の出力は、帯域フィルター装置（４６）
に接続され、帯域フィルター装置（４６）の出方は、パ
ルス基準検波器（４７）に接続されている。The output of the demodulator (44) is passed through a bandpass filter device (46).
The output of the bandpass filter device (46) is connected to a pulse reference detector (47).
検波器（４７）は、所定の基準以上の振幅を有する信号
のみを選択する。なお、この信号は、カウンター（４８
）、及びアキュミュレーター付勢装置（３３）へ送られ
る。The detector (47) selects only signals having amplitudes greater than a predetermined reference. Note that this signal is used by the counter (48
), and the accumulator energizing device (33).
流路内を流れるオイルには、磁性粒子、非磁性金属粒子
、非金属粒子、水滴、気泡等のような、互いに関係のな
い多くの種類の異物が含まれている。The oil flowing in the flow path contains many types of foreign substances that are unrelated to each other, such as magnetic particles, non-magnetic metal particles, non-metal particles, water droplets, air bubbles, and the like.
作動時、磁性粒子は、アキュミュレータ−（３）の極片
（６１）の方向に引き寄せられ、その一部は、極片（３
１）上に集まる。During operation, the magnetic particles are attracted towards the pole piece (61) of the accumulator (3);
1) Gather above.
粒・子が小さいほど、モーメントが小さいので、アキュ
ミュレータ−（３）に集められる率は大きく、それに対
し、大きい粒子は、下流のセンサー（４）へ向って流れ
る。The smaller the particles, the smaller the moment, and therefore the higher the rate at which they are collected in the accumulator (3), whereas the larger particles flow towards the downstream sensor (4).
異物が、流路（２）における上方のコイル（４０）で囲
まれた部分を通過すると、該コイル（４０）のインダク
タンスは変化し、そのため、２個のコイル（４０）（４
１）と発振器（４２）から成る回路に不平衡が起こる。When a foreign object passes through the part of the flow path (2) surrounded by the upper coil (40), the inductance of the coil (40) changes, so that the two coils (40) (4
1) and an oscillator (42).
それによって、復調器（４４）の入力中に、交流電圧信
号の急激な変調が起り、その後、すぐ異物が流路（２）
Ｋおける下方のコイル（４１）で囲まれた部分を通過
するにつれて、別の急激な信号が起る。This causes a sudden modulation of the alternating voltage signal during the input of the demodulator (44), after which the foreign object immediately enters the flow path (2).
Another sharp signal occurs as it passes through the area surrounded by the lower coil (41) in K.
復調器（４４）に入る信号の位相と大きさは、流路内を
流れる異物の固有抵抗、導磁率、寸法及び形状に応じて
変化し、また、発振器の周波数によっても変化する。The phase and magnitude of the signal entering the demodulator (44) will vary depending on the resistivity, permeability, size and shape of the foreign object flowing in the flow path, and will also vary depending on the frequency of the oscillator.
本発明による装置は□、エンジンの寿命を指示するのに
用いられるものであるが、このことは、潤
゛滑オイル内に存在する磁性の小片の量を測定すること
により、最も効果的に達成されるのである。The device according to the invention is used to indicate the lifespan of an engine;
This is most effectively accomplished by measuring the amount of magnetic particles present in the lubricating oil.
そのため本装置では、磁性粒子を選択して数え、気泡や
炭素粒子などの異物を無視するようになっている。Therefore, this device selectively counts magnetic particles and ignores foreign objects such as air bubbles and carbon particles.
この目的のために、復調器（４４）は、発振器（５３）
から出る交流信号に関する位相から約２０度ずれた入力
信号に対して、最大信号対雑音比を与えるように、同期
装置（４５）を調節することにより制御される。For this purpose, the demodulator (44) uses an oscillator (53)
The synchronizer (45) is controlled by adjusting the synchronizer (45) to provide a maximum signal-to-noise ratio for an input signal that is approximately 20 degrees out of phase with respect to the alternating current signal emanating from the ac signal.
磁性粒子が通過すると、発振器（３３）の特定の周波数
において、最大信号対雑音比が発生する。一方、例えば
非磁性粒子によって、磁性信号に関する位相から９０度
ずれた信号が発生する次め、磁性信号は、復調器（４４
）によって大幅に減衰される。When the magnetic particles pass through, a maximum signal-to-noise ratio occurs at a particular frequency of the oscillator (33). On the other hand, if a signal is generated that is 90 degrees out of phase with respect to the magnetic signal, for example by a non-magnetic particle, then the magnetic signal is transferred to the demodulator (44
) is significantly attenuated by
アキュミュレーター（３）における電磁石の付勢は、集
まった粒子の量が、センサー（４）で十分感知される量
となるまで続けられる。その後、除勢されて、集められ
た粒子を、−塊となって、流路（２）内を液体とともに
流させる。The energization of the electromagnet in the accumulator (3) continues until the amount of collected particles is sufficient to be detected by the sensor (4). Thereafter, the particles are deenergized and collected in agglomerated form, causing them to flow together with the liquid in the channel (2).
電磁石のコイル（３２）は、一定時間付勢されるか、あ
るいは、検出された粒子の量に応じて制御される。The electromagnetic coil (32) is energized for a fixed period of time or is controlled depending on the amount of particles detected.
この装置において、電磁石の付勢は、アキュミュレータ
ー（３）によって集められた後解放された粒子の量が、
センサー（４）によって十分検出される量、となるまで
続けられる。In this device, the energization of the electromagnet causes the amount of particles released after being collected by the accumulator (3) to
This continues until the amount is sufficiently detected by the sensor (4).
また、電磁石の付勢を、極片（３１）のインダクタンス
の変化に応じて制御することもできる。というのは、イ
ンダクタンスの変化は、粒子が極片（３１）に接触する
のに応じて変化するからである。It is also possible to control the energization of the electromagnet in response to changes in the inductance of the pole piece (31). This is because the change in inductance changes as the particles contact the pole piece (31).
電磁石が消磁された時に、極片（３１）から粒子を簡単
に取り除きうるように、極片（５１）を非磁性スリープ
で覆っておくのがよい。The pole piece (51) is preferably covered with a non-magnetic material so that particles can be easily removed from the pole piece (31) when the electromagnet is demagnetized.
アキュミュレータ−（３）を、流路（２）内に突出させ
ないで、流路を囲む環状のものとしてもよい。The accumulator (3) may not protrude into the flow path (2), but may have an annular shape surrounding the flow path.
またアキュミュレーター（３）は、必ずしも磁石のよう
なものである必要はない。Further, the accumulator (3) does not necessarily have to be something like a magnet.
それに代シ、例えば静電装置を使用して、粒子を同様な
方法で集めることもできる。このようにすると、ガス流
路内の粒子を検出するのに１特に有効である。Alternatively, particles can be collected in a similar manner, for example using an electrostatic device. This is particularly effective for detecting particles within the gas flow path.
他の実施例として、周期的に回転するふるいで粒子を集
め、ふるいの−面上に集まった粒子を、液体の流れの中
へ吹き飛ばすようにすることもできる。In another embodiment, particles may be collected by a periodically rotating sieve, with particles that collect on the negative side of the sieve being blown into the liquid stream.
粒子センサーは、必ずしも誘導性のタイプである必要は
なく例えば、容量もしくは光学的システムを用いてもよ
い。Particle sensors do not necessarily have to be of the inductive type, for example, capacitive or optical systems may be used.
本発明の粒子検出装置は、エンジン以外にも、例えば化
学プラント、鉱物処理プラント、加熱流体供給システム
、下水処理プラント、マた、川や運河のような水路にも
応用することが可能である。The particle detection device of the present invention can be applied not only to engines but also to, for example, chemical plants, mineral processing plants, heating fluid supply systems, sewage treatment plants, waterways such as rivers and canals.
図面は、本発明による粒子検出装置の一実施例を、流路
に関連して示す略図である。
（１）矢印 （２） オイルフローライン
（３）粒子アキュミュレーター
（４） センサー （３１）極片（６２）コイ
ル （５３）付勢装置（４０）Ｌヤへいコイル
（４１）Ｌやへいコイル（４２）発振器 （
４３）線
（４４）・復調器 （４５）移相変成及び同
期装置（４６）帯域フィルター装置（４７）ノξルス基
準検出器（４８）カウンターThe drawing is a schematic representation of an embodiment of a particle detection device according to the invention in relation to a flow path. (1) Arrow (2) Oil flow line (3) Particle accumulator (4) Sensor (31) Pole piece (62) Coil (53) Biasing device (40) L-shaped coil (41) L-shaped coil (42) Oscillator (
43) Line (44) Demodulator (45) Phase shift transformer and synchronizer (46) Bandpass filter device (47) Norse reference detector (48) Counter
Claims (1)
装置であって、 前記流路内の粒子センサーよシ上流の位置にアキュミュ
レーターを備え、 該アｉユミュレーターが、流路内を流れる粒子の少くと
も一部を集め、かつこれを、センサーへ向けて送るべく
、定期的に解放するようになっていることを特徴とする
粒子検出装置。 （２）アキュミュレーターが、センサー（４）の出力に
応じて、集まった粒子を解放するようになっていること
を特徴とする特許請求の範囲第（１）項に記載の粒子検
出装置。 （３）粒子センサーが、導電性の粒子に反応するもので
あることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項もしく
は第（２）項に記載の粒子検出装置。 （４）粒子センサーが、誘電性のセンサーであることを
特徴とする特許請求の範囲第（１）項乃至第（４）項の
いずれかに記載の粒子検出装置。 （５）粒子センサーが、流路（２）に沿って互いに離隔
する２個の誘電コイルを含むことを特徴とする特許請求
の範囲第（４）項に記載の粒子検出装置。 （６）ナキュミュレーターが、磁性粒子を集めるだめの
磁石を含むことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項
乃至第（５）項のいずれかに記載の粒子検出装置。 （７）磁石が電磁石であり、かつこれを消磁することに
よって、粒子を解放するようにしたことを特徴とする特
許請求の範囲第（６）項に記載の装置。 （８）アキュミュレーターが、流路内に突出しているこ
とを特徴とする特許請求の範囲第（１）項乃至第（７）
項のいずれかに記載の粒子検出装置。 （９）流路が、オイルの流路であることを特徴とする特
許請求の範囲第（１）項乃至第（８）項のいずれかに記
載の粒子検出装置。[Claims] (A particle detection device comprising a particle sensor provided at a key point in a flow path, comprising an accumulator at a position upstream of the particle sensor in the flow path, A particle detection device characterized in that the emulator collects at least a portion of the particles flowing in the flow path and periodically releases them in order to send them toward the sensor. (2) The particle detection device according to claim (1), characterized in that the accumulator releases the collected particles in accordance with the output of the sensor (4). (3) The particle detection device according to claim 1 or 2, characterized in that the particle sensor reacts to conductive particles. (4) The particle sensor reacts to conductive particles. The particle detection device according to any one of claims (1) to (4), characterized in that the particle sensor is a sensor of the present invention. The particle detection device according to claim (4), characterized in that the device includes two dielectric coils separated from each other. (6) The nacumulator includes a magnet for collecting magnetic particles. The particle detection device according to any one of claims (1) to (5).(7) The magnet is an electromagnet, and the particles are released by demagnetizing the magnet. (8) The device according to claim (6), characterized in that the accumulator protrudes into the flow path. Chapter (7)
The particle detection device according to any one of paragraphs. (9) The particle detection device according to any one of claims (1) to (8), wherein the flow path is an oil flow path.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB8119209 | 1981-06-22 | ||
| GB8119209 | 1981-06-22 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS582772A true JPS582772A (en) | 1983-01-08 |
Family
ID=10522726
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57106280A Pending JPS582772A (en) | 1981-06-22 | 1982-06-22 | Particle detector |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS582772A (en) |
| FR (1) | FR2508168B1 (en) |
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