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JP4314064B2 - Particle concentration detector - Google Patents
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JP4314064B2 - Particle concentration detector - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、液体に混入した粒子の濃度を検出する粒子濃度検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の粒子濃度検出装置としては、例えば特許文献１に記載のものがある。この装置では、内燃機関や油圧アクチュエータに用いられる潤滑油の汚れを検出するために、発光部から発せられた光が潤滑油を透過して受光部に検出される際の発光量と受光量との比、すなわち光の透過率に基づいて潤滑油の汚濁度を検出するようにしている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平５−７２１２１号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、光の透過率を用いて液中の粒子濃度を検出する場合には、次のような問題がある。
【０００５】
まず、液体を透過する透過光量は液中の粒子濃度が高くなるにつれて急激に低下する。そのため、透過光量に基づいた粒子濃度の検出に際して高濃度領域の検出は困難になる。そこで、発光部と受光部との距離を短くすることで受光部に到達する光量を増大させれば、高濃度領域の粒子濃度を検出することも可能になる。しかし、発光部と受光部との距離を短くするほど、検査対象液に混入した異物、あるいは凝集した粒子等が発光部と受光部との間で詰まりやすくなってしまう。
【０００６】
そこで、検査対象液を溶媒で希釈した希釈検査液を用意し、この希釈検査液の透過光量を測定するようにすれば、元の検査対象液の粒子濃度が高くても受光部に到達する光量を増大させることができる。そのため、発光部と受光部との距離をそれほど短くしなくても、高濃度領域の粒子濃度を検出することができるようになる。
【０００７】
ここで、上述したように液中の粒子濃度が高くなるにつれて透過光量は急激に低下するため、粒子濃度を透過光量に基づいて検出する場合には自ずと精度よく検出することのできる粒子濃度の範囲も狭くなる傾向にあり、広範囲の粒子濃度を精度よく検出することは困難になる場合がある。
【０００８】
この発明はこうした事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、液体の粒子濃度検出に際して、広範囲の粒子濃度を精度よく検出することのできる粒子濃度検出装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための手段及びその作用効果について以下に記載する。
請求項１に記載の発明は、発光部及び受光部を備え、同発光部と受光部との間に介在する液体の透過光量に基づいて同液体に混入した粒子の濃度を検出する装置であって、検査対象液を溶媒で希釈し、その希釈検査液の透過光量に基づいて前記検査対象液の粒子濃度を検出する粒子濃度検出装置において、前記検出された粒子濃度に基づいてその後の希釈検査液における透過光量の減衰量を調整する調整手段を備え、同調整手段の調整結果と調整後の前記希釈検査液の透過光量とに基づいて前記粒子濃度の検出を行い、複数の粒子濃度の検出結果に基づいて検査対象液への粒子の混入速度を算出する算出手段と、複数の粒子濃度の検出結果に基づいて検査対象液への粒子の混入速度についてその近似式を算出する近似式算出手段と、この近似式から求められる混入速度の近似値と前記算出手段で算出される混入速度との偏差が所定値以上の場合には粒子濃度の検出を終了させる終了手段とを備えることを要旨とする。
請求項２に記載の発明は、発光部及び受光部を備え、同発光部と受光部との間に介在する液体の透過光量に基づいて同液体に混入した粒子の濃度を検出する装置であって、検査対象液を溶媒で希釈し、その希釈検査液の透過光量に基づいて前記検査対象液の粒子濃度を検出する粒子濃度検出装置において、前記検出された粒子濃度に基づいてその後の希釈検査液における透過光量の減衰量を調整する調整手段を備え、同調整手段の調整結果と調整後の前記希釈検査液の透過光量とに基づいて前記粒子濃度の検出を行い、複数の粒子濃度の検出結果に基づいて検査対象液への粒子の混入速度を算出する算出手段と、複数の粒子濃度の検出結果に基づいて検査対象液への粒子の混入速度についてその近似式を算出する近似式算出手段と、この近似式から求められる混入速度の近似値と前記算出手段で算出される混入速度との相関係数が所定値以下の場合には粒子濃度の検出を終了させる終了手段とを備えることを要旨とする。
【００１０】
請求項１又は２に記載の発明では希釈検査液の透過光量に基づいて上記粒子濃度を検出するようにしている。そのため発光部と受光部との距離を過度に短くすることなく、粒子濃度の高い検査対象液の粒子濃度を検出することができる。ここで上記構成では、上記調整手段を備えることにより、実際に検出された粒子濃度に基づいてその後の希釈検査液における透過光量の減衰量を調整するようにしている。そのため、透過光量を受光部で確実に受光することができるようになる。そして、上記調整手段による調整結果と調整後の希釈検査液の透過光量とに基づいて粒子濃度の検出を行うようにしている。従って広範囲の粒子濃度を精度よく検出することができるようになる。
また、上記構成では、検査対象液への粒子の混入速度を算出するようにしている。そのため、検査対象液の状態変化を測定することができるようなる。例えば検査対象液が内燃機関の潤滑油である場合には、内燃機関で発生する煤等が潤滑油に混入する度合いを測定することができ、この測定結果に基づいて内燃機関での煤の発生状態を推定することもできるため、内燃機関の適合試験に際して有益な測定データを得ることができるようになる。
上記混入速度は、最小自乗法等によって近似式で表すことができる。ここで、近似式から求められる混入速度の近似値と実際に検出される混入速度との偏差が大きい場合には、検出される粒子濃度がばらついており、その検出値の信頼性も低いと推定することができる。そこで、上記請求項１に記載の発明では、上記偏差が所定値以上の場合には粒子濃度の検出を終了するようにしている。そのため、粒子濃度の検出値についてその信頼性が高い場合にのみ、粒子濃度の検出が継続して行われる。そのため、自ずと検出値の信頼性も高くすることができる。なお、請求項２に記載の発明によるように、近似式から求められる混入速度の近似値と上記算出手段で算出される混入速度との相関係数が所定値以下の場合には粒子濃度の検出を終了させるようにしても、同様に検出値の信頼性を高くすることができる。
請求項３に記載の発明は、発光部及び受光部を備え、同発光部と受光部との間に介在する液体の透過光量に基づいて同液体に混入した粒子の濃度を検出する装置であって、検査対象液を溶媒で希釈し、その希釈検査液の透過光量に基づいて前記検査対象液の粒子濃度を検出する粒子濃度検出装置において、前記検出された粒子濃度に基づいてその後の希釈検査液における透過光量の減衰量を調整する調整手段を備え、同調整手段の調整結果と調整後の前記希釈検査液の透過光量とに基づいて前記粒子濃度の検出を行い、前記受光部で検出される透過光量が前記粒子濃度に依らず一定になるように前記発光部への印加電圧を制御する電圧制御手段を備え、前記印加電圧に基づいて前記粒子濃度を検出することを要旨とする。
上記構成では、希釈検査液の透過光量に基づいて上記粒子濃度を検出するようにしている。そのため発光部と受光部との距離を過度に短くすることなく、粒子濃度の高い検査対象液の粒子濃度を検出することができる。ここで上記構成では、上記調整手段を備えることにより、実際に検出された粒子濃度に基づいてその後の希釈検査液における透過光量の減衰量を調整するようにしている。そのため、透過光量を受光部で確実に受光することができるようになる。そして、上記調整手段による調整結果と調整後の希釈検査液の透過光量とに基づいて粒子濃度の検出を行うようにしている。従って広範囲の粒子濃度を精度よく検出することができるようになる。
また、発光部への印加電圧が一定であってその発光量も一定量である場合には、粒子濃度に応じて受光部で検出される透過光量が変化する。一方、上記請求項３に記載の発明によるように、受光部で受光される透過光量が粒子濃度に依らず一定になるように発光部への印加電圧を制御する場合には、粒子濃度に応じて印加電圧が変化する。従って、この印加電圧に基づいて粒子濃度を検出することもでき、上記構成によっても粒子濃度を検出することができる。
請求項４に記載の発明は、発光部及び受光部を備え、同発光部と受光部との間に介在する液体の透過光量に基づいて同液体に混入した粒子の濃度を検出する装置であって、検査対象液を溶媒で希釈し、その希釈検査液の透過光量に基づいて前記検査対象液の粒子濃度を検出する粒子濃度検出装置において、前記検出された粒子濃度に基づいてその後の希釈検査液における透過光量の減衰量を調整する調整手段を備え、同調整手段の調整結果と調整後の前記希釈検査液の透過光量とに基づいて前記粒子濃度の検出を行い、前記受光部で検出される透過光量が前記粒子濃度に依らず一定になるように前記発光部及び受光部の少なくとも一方を他方に向けて移動させる駆動機構を備え、その移動量に基づいて前記粒子濃度を検出する。
上記構成では、希釈検査液の透過光量に基づいて上記粒子濃度を検出するようにしている。そのため発光部と受光部との距離を過度に短くすることなく、粒子濃度の高い検査対象液の粒子濃度を検出することができる。ここで上記構成では、上記調整手段を備えることにより、実際に検出された粒子濃度に基づいてその後の希釈検査液における透過光量の減衰量を調整するようにしている。そのため、透過光量を受光部で確実に受光することができるようになる。そして、上記調整手段による調整結果と調整後の希釈検査液の透過光量とに基づいて粒子濃度の検出を行うようにしている。従って広範囲の粒子濃度を精度よく検出することができるようになる。
また、駆動機構の移動量が、粒子濃度に応じたものになるため、移動量に基づいて粒子濃度を検出することができる。
請求項５に記載の発明は、発光部及び受光部を備え、同発光部と受光部との間に介在する液体の透過光量に基づいて同液体に混入した粒子の濃度を検出する装置であって、検査対象液を溶媒で希釈し、その希釈検査液の透過光量に基づいて前記検査対象液の粒子濃度を検出する粒子濃度検出装置において、前記検出された粒子濃度に基づいてその後の希釈検査液における透過光量の減衰量を調整する調整手段を備え、同調整手段の調整結果と調整後の前記希釈検査液の透過光量とに基づいて前記粒子濃度の検出を行い、前記発光部及び受光部の少なくとも一方にあって前記希釈検査液に接触する部分に導電性のコーティング層が形成されてなることを要旨とする。
上記構成では、希釈検査液の透過光量に基づいて上記粒子濃度を検出するようにしている。そのため発光部と受光部との距離を過度に短くすることなく、粒子濃度の高い検査対象液の粒子濃度を検出することができる。ここで上記構成では、上記調整手段を備えることにより、実際に検出された粒子濃度に基づいてその後の希釈検査液における透過光量の減衰量を調整するようにしている。そのため、透過光量を受光部で確実に受光することができるようになる。そして、上記調整手段による調整結果と調整後の希釈検査液の透過光量とに基づいて粒子濃度の検出を行うようにしている。従って広範囲の粒子濃度を精度よく検出することができるようになる。
また、一般に、上記接触部分への汚れの付着は分子間引力によって生じることが多い。この点、上記構成ではこの分子間引力を小さくする作用のある導電性のコーティング層を上記接触部に形成するようにしている。そのため、発光部や受光部への汚れの付着を低減することができ、もって粒子濃度の検出精度を好適に維持することができるようになる。
【００７５】
【発明の実施の形態】
以下、この発明にかかる粒子濃度検出装置を具体化した一実施形態について、図１〜図１０に基づき詳細に説明する。
【００７６】
図１は、車載内燃機関に取り付けられた本実施形態にかかる粒子濃度検出装置の構成を示す概略図である。
内燃機関５０は、周知のように、吸気通路から吸入される空気及び燃料噴射弁から噴射される燃料からなる混合気をシリンダ及びピストンによって区画形成される燃焼室に吸入する。そして、この混合気は燃焼室に備えられる点火プラグにより点火されて燃焼され、燃焼後は排気ガスとして前記燃焼室から排気通路へ排出される。また、内燃機関５０には潤滑油が貯留されており、この潤滑油は潤滑通路５１を介して上記シリンダとピストンとの間に供給される。また他の可動部等へもこの潤滑油は供給される。
【００７７】
さて、本実施形態にかかる粒子濃度検出装置は内燃機関５０の潤滑油を検査対象液とし、同潤滑油を新油で希釈した希釈検査液の透過光量に基づいて同潤滑油に混入した粒子（例えば煤等）の濃度を検出するようにしている。このように同粒子濃度検出装置では、内燃機関５０の潤滑油を希釈し、この希釈された検査液の透過光量を測定するようにしているため、採取元の潤滑油の粒子濃度が高い場合であっても、透過光量を十分に計測することができる。従って、後述する発光部３Ｌと受光部３Ｒとの距離を過度に短くしなくても、高濃度領域の粒子濃度を検出することができる。
【００７８】
上記粒子濃度検出装置は、採取機構１、希釈機構２、検出機構３、溶媒投入機構４、希釈検査液排出機構５、補充機構６、検出部用ポンプ７、各種配管２０〜２４、制御装置８、表示部９、及び警報機構１０等から構成されている。
【００７９】
上記採取部を構成する採取機構１は、上記潤滑油を上記潤滑通路５１から採取する機構であり、採取量を調量する採取用電磁弁１ａで構成されている。
上記希釈部を構成する希釈機構２は、採取機構１で採取された潤滑油が投入されるとともに、この投入された潤滑油を希釈する機構であり、希釈容器２ａ及び攪拌子２ｂ等で構成されている。この希釈容器２ａ内には溶媒である新油が貯留されており、内燃機関５０の潤滑油が希釈された希釈検査液はこの希釈容器２ａ内で作られる。また上記攪拌機構を構成する攪拌子２ｂはプロペラ形状を有しており、モータ等の駆動源によって回転される。この攪拌子２ｂの回転によって採取された潤滑油と新油とは均一に混合されるため、希釈検査液の混合不足に起因する粒子濃度の検出誤差が抑制される。
【００８０】
上記検出部を構成する検出機構３は希釈検査液の透過光量を検出する機構であり、その構造は後述する。
溶媒投入機構４及び希釈検査液排出機構５は上記交換手段を構成する。この溶媒投入機構４は、希釈容器２ａ内に溶媒である新油を供給する機構であり、新油が貯留された溶媒貯留容器４ａ、溶媒貯留容器４ａ内の新油を希釈容器２ａに送油する溶媒供給ポンプ４ｂ、新油の供給量を調量する溶媒供給用電磁弁４ｃ等から構成されている。また、希釈検査液排出機構５は希釈容器２ａから排出された希釈検査液を貯留する機構であり、貯留容器５ａ、及び希釈容器２ａ内の希釈検査液を排出する際に開弁される排出用電磁弁５ｃ等から構成されている。
【００８１】
上記補充部を構成する補充機構６は、採取機構１で採取された潤滑油の量に相当する新油を内燃機関５０に補充する機構であり、新油が貯留された補充容器６ａ、補充容器６ａ内の新油を潤滑通路５１に送油する補充ポンプ６ｂ、新油の補充量を調量する補充用電磁弁６ｃ等から構成されている。
【００８２】
これら各機構１〜６を構成する部材は各種配管２０〜２４によって次のように接続されている。
まず、上記潤滑通路５１と希釈容器２ａとは採取配管２０で接続されており、その途中には採取用電磁弁１ａが設けられている。
【００８３】
また希釈容器２ａには同希釈容器２ａ内の希釈検査液が循環される導入配管２１が接続されており、この導入配管２１の途中には検出機構３及び検出部用ポンプ７が配設されている。
【００８４】
また希釈容器２ａと溶媒貯留容器４ａとは溶媒供給配管２２で接続されており、この溶媒供給配管２２の途中には上記溶媒供給ポンプ４ｂ及び溶媒供給用電磁弁４ｃが設けられている。
【００８５】
また希釈容器２ａと貯留容器５ａとは排出配管２３で接続されており、この排出配管２３の途中には排出用電磁弁５ｃが設けられている。
そして、補充容器６ａと潤滑通路５１とは補充配管２４で接続されており、この補充配管２４の途中には上記補充ポンプ６ｂ及び補充用電磁弁６ｃが設けられている。
【００８６】
このように構成された本実施形態にかかる粒子濃度検出装置では、内燃機関５０の潤滑通路５１から採取された潤滑油は希釈容器２ａで希釈されて希釈検査液にされる。そしてこの希釈検査液は検出機構３で透過光量が測定された後、再び希釈容器２ａに戻される。そして最終的には貯留容器５ａに排出される。
【００８７】
他方、制御装置８は、中央処理制御装置（ＣＰＵ）、各種プログラムやマップ等を予め記憶した読出専用メモリ（ＲＯＭ）、ＣＰＵの演算結果等を一時記憶するランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、入力インターフェース、出力インターフェース等を備えたマイクロコンピュータを中心として構成されている。この制御装置８は検出機構３の検出結果等を演算処理して希釈検査液の粒子濃度を算出するとともに、その演算結果、例えば検出された粒子濃度等を表示部９に表示する。また、制御装置８は検出された粒子濃度と所定値とを比較し、場合によっては警報機構１０から警報を発する。上記出力インターフェースは駆動回路を介して上記採取用電磁弁１ａ、溶媒供給用電磁弁４ｃ、排出用電磁弁５ｃ、及び補充用電磁弁６ｃに接続されており、これにより各種弁の開弁時間等が制御される。また、上記出力インターフェースは駆動回路を介して上記検出部用ポンプ７、溶媒供給ポンプ４ｂ、及び補充ポンプ６ｂにも接続されており、これにより各種ポンプの駆動等が制御される。
【００８８】
次に、上記検出機構３の構造について図２を併せ参照して説明する。
図２は、検出機構３について、希釈検査液の流れ方向における断面を模式的に示している。この図２に示すように、検出機構３は大きく分けてボディー３ａ、発光部３Ｌ、受光部３Ｒ、及び駆動機構３ｉ等から構成されている。
【００８９】
ボディー３ａはその内部に希釈検査液が流通する流路３ｂが形成されており、その開口部には導入配管２１が接続されている。そして発光部３Ｌ及び受光部３Ｒは流路３ｂの壁面に互いに対向するように配設されている。
【００９０】
発光部３Ｌは検査光を希釈検査液に向けて照射する部分であり、発光素子３ｃ、発光部導光体３ｄ、及び温度センサ３ｆ等から構成されている。発光素子３ｃは検査光を発光する素子であり、上記制御装置８から駆動回路を介して所定の電圧が印加されることにより、一定光量の光を発する。ちなみに本実施形態ではこの発光素子３ｃとしてＬＥＤ（発光ダイオード）を用いている。この発光素子３ｃは発光部導光体３ｄに囲まれており、この発光部導光体３ｄにあって流路３ｂ側の先端には発光素子３ｃから発せられた検査光を平行光にするためのレンズ３ｅが設けられている。このレンズ３ｅによって発光素子３ｃから発せられる検査光のほとんどが発散されることなく希釈検査液に向けられる。温度センサ３ｆは発光素子３ｃ近傍に配設され、同発光素子３ｃの周囲温度を検出する。
【００９１】
受光部３Ｒは発光部３Ｌから発せられた検査光が希釈検査液を透過する際の透過光量を検出する部分であり、受光素子３ｇ及び受光部導光体３ｈ等から構成されている。受光素子３ｇは希釈検査液を透過した上記検査光、すなわち透過光を受光してその光量を検出する素子であり、本実施形態ではフォトダイオードを用いている。この受光素子３ｇでは受光量が増大するほど出力は大きくなるため、透過光量に応じた出力を得ることができる。そして受光素子３ｇの出力は上記制御装置８の増幅回路に入力される。受光素子３ｇの流路３ｂ側には受光部導光体３ｈが設けられている。受光部導光体３ｈは、希釈検査液を透過した透過光を平行光の状態で受光素子３ｇに到達させるためのレンズになっている。なお、希釈検査液を透過した透過光を受光素子３ｇに集光させる集光レンズを用いてもよい。
【００９２】
ちなみに、上記発光部導光体３ｄ及び受光部導光体３ｈは希釈検査液に曝されるため、耐高温性及び耐薬品性に優れた材質が要求される。また、透過光の減衰を極力抑えるために光透過率の高いもの、望ましくは発光素子３ｃから発せられる光の波長において９０％以上の光透過率を有するものがよい。そこで、本実施形態では発光部導光体３ｄ及び受光部導光体３ｈの材質として石英ガラスを選定している。
【００９３】
上記発光部３Ｌにおいて流路３ｂの反対側には駆動機構３ｉが設けられている。この駆動機構３ｉは発光部３Ｌを受光部３Ｒの方向に向けて往復移動させることにより同発光部３Ｌと受光部３Ｒとの間の距離、すなわち光路長を調整する機構である。なお、本実施形態では、駆動機構３ｉによってその位置が調整された後の発光部３Ｌのレンズ３ｅと受光部導光体３ｈとの最短距離を便宜的に光路長という。そしてこの駆動機構３ｉはモータ等のアクチュエータと同アクチュエータの駆動量を発光部３Ｌに伝達する伝達機構とを備えており、アクチュエータの駆動量は上記制御装置８からの信号によって制御される。このように本実施形態にかかる粒子濃度検出装置では、上記光路長を自由に変更することができるようにしている。その理由について図３を併せ参照して説明する。
【００９４】
図３は、潤滑油の粒子濃度と光透過率との関係について光路長を種々変更した場合の傾向を模式的に示している。なお、光透過率とは発光素子３ｃの発光量と受光素子３ｇの受光量との比（受光素子３ｇの受光量／発光素子３ｃの発光量×１００（％））であり、透過光量が増大するほどその値は大きくなる。また、ここでは新油に工業用カーボンを混ぜて意図的に汚濁潤滑油を作り、この汚濁潤滑油の希釈率を種々変更して、異なる粒子濃度の潤滑油についてその光通過率を測定した。また、同図３においてＬ１〜Ｌ７で示される値は、先の図２に示す距離Ｌ、すなわち上記光路長の設定値を表している。この図３に示されるように、光路長が短くなるほど粒子濃度に対する光透過率は高くなる傾向にあり、検出可能な粒子濃度の範囲は高濃度領域側に広くなる傾向にある。換言すれば検出可能な粒子濃度の上限値が大きくなる傾向にある。これは光路長が短くなるほど透過光量における減衰量が小さくなり、受光部３Ｒで受光される光量が増大するためである。
【００９５】
一方、光路長が長くなるほど透過光量における減衰量は大きくなるため、高濃度領域では粒子濃度の差違に起因する光透過率の変化は小さくなる。このため光路長が長くなるほど高濃度領域にある粒子濃度を検出することは困難になり、検出可能な粒子濃度の範囲は狭くなる。しかし同図３に示されるように、低濃度領域では光路長が長くなるほど粒子濃度の差違に起因する光透過率の変化は大きくなる傾向にあるため、わずかな粒子濃度の違いにも反応する、検出精度の高い検出機構３を得ることができる。すなわち、光路長が短くなるほどより高濃度の粒子濃度を検出することができる一方、光路長が長くなるほど低濃度領域における粒子濃度の検出精度をより向上させることができる。これらの点を考慮して本実施形態では上記光路長を可変設定することにより、幅広い粒子濃度を精度よく検出することができるようにしている。
【００９６】
なお、光路長が長すぎると透過光量の減衰量が増大して透過光量に基づいた粒子濃度の検出が困難になるおそれがある。また、光路長が短すぎると発光部３Ｌと受光部３Ｒとの間の流路が粒子等で閉塞されてしまうおそれがある。この点、本発明者は光路長を０．１ｍｍ〜１０ｍｍの範囲内で可変設定すると、広範囲の粒子濃度を精度よく検出することができるとともに、上記閉塞の発生等も抑制することができることを見出した。そこで、本実施形態では光路長を０．１ｍｍ〜１０ｍｍの範囲で可変設定するようにしている。また、粒子濃度の検出開始時における光路長の初期値を「１０ｍｍ」に設定することで、低濃度領域から精度よく粒子濃度を検出するようにしている。
【００９７】
他方、本実施形態では光の波長が９００ｎｍ以上の赤外光を発光するＬＥＤが上記発光素子３ｃとして採用されている。その理由を図４、図５を併せ参照して説明する。
【００９８】
図４は、工業用カーボンが０．０１ｗｔ％混入された潤滑油の光透過率と光の波長との関係を模式的に示している。この図４に示されるように、波長が短くなるほど光透過率は低下する傾向にある。これは液中粒子による透過光量の減衰量が波長の短い光ほど大きくなるためである。従ってこの図４に示される傾向から、粒子濃度の高い液体の透過光量を検出するには、波長の長い光を利用した方がよいことがわかる。
【００９９】
図５は、潤滑油の粒子濃度と透過率との関係について光の波長を種々変更した場合の変化傾向を模式的に示している。なお、ここでは内燃機関から回収した潤滑油の希釈率を変更することにより、異なる粒子濃度の潤滑油についてその光通過率を測定した。この図５に示されるように、波長が長くなるほど粒子濃度に対する光透過率は高くなる傾向にあり、検出可能な粒子濃度の範囲は高濃度領域側に広くなる傾向にある。換言すれば検出可能な粒子濃度の上限値が大きくなる傾向にある。これは波長が長くなるほど透過光量における減衰量が小さくなるためである。
【０１００】
一方、波長が短くなるほど透過光量の減衰量は大きくなるため、高濃度領域では粒子濃度の差違に起因する光透過率の変化は小さくなる。このため波長が短くなるほど高濃度領域にある粒子濃度を検出することは困難になり、検出可能な粒子濃度の範囲は狭くなる。しかし同図５に示されるように、低濃度領域では波長が短くなるほど粒子濃度の差違に起因する光透過率の変化は大きくなる傾向にあるため、わずかな粒子濃度の違いにも反応する検出精度の高い検出機構３を得ることができる。すなわち、波長が長くなるほどより高濃度の粒子濃度を検出することができる一方、波長が短くなるほど低濃度領域における粒子濃度の検出精度を向上させることができる。これらの点を考慮し、本実施形態では９００ｎｍ以上の波長を発光する赤外光ＬＥＤを上記発光素子３ｃに採用することで、幅広い粒子濃度を精度よく検出することができるようにしている。
【０１０１】
さて、本実施形態にかかる粒子濃度検出装置は予め定められた検査時間内（例えば３０分間程度）にあって、所定時間毎に以下の処理を行う。
まず、内燃機関５０から潤滑油が採取され、希釈容器２ａに投入される。そして希釈検査液の粒子濃度ＲＮが検出される。また、採取用電磁弁１ａの開弁時間等を用いて採取された潤滑油の量が求められる。また、現在までに希釈容器２ａに投入された潤滑油の総量が算出される。そして、この総量と希釈容器２ａに貯留されていた新油との比率、すなわち希釈率（希釈容器２ａに貯留されていた新油（溶媒）の量／採取された潤滑油の総量）及び希釈検査液の粒子濃度ＲＮから次式（１）に基づいて内燃機関５０の潤滑油の粒子濃度ＥＮが算出される。
【０１０２】
粒子濃度ＥＮ＝粒子濃度ＲＮ×希釈率 … （１）
これら一連の処理が所定時間毎に行われることにより、検査時間内に複数回の粒子濃度検出が行われる。
【０１０３】
ところで上記粒子濃度検出装置では、上述したように所定時間毎に潤滑油が希釈容器２ａに投入されるため、希釈検査液の粒子濃度は徐々に高くなっていく。そのため、受光素子３ｇで受光される透過光量の減衰量が増大してその受光量は徐々に減少し、希釈検査液の粒子濃度の検出が困難になっていく。そこで本実施形態では、検出された希釈検査液の粒子濃度に基づいて透過光量の減衰量を調整する調整手段を備え、この調整手段によって希釈検査液の希釈率、及び上記光路長を可変設定することにより、広範囲の粒子濃度を精度よく検出することができるようにしている。
【０１０４】
以下、本実施形態にかかる粒子濃度検出装置によって実行される希釈検査液の粒子濃度ＲＮの検出処理について、図６〜図１０を併せ参照し説明する。
図６は制御装置８によって実行される粒子濃度の検出処理手順を示している。
【０１０５】
本処理が開始されるとまず、内燃機関５０の潤滑油の一部が採取される（Ｓ１００）。ここでは採取用電磁弁１ａが予め定められた時間だけ開弁され、内燃機関５０の潤滑油の一部が希釈容器２ａに投入され、希釈される。そして希釈容器２ａ内で上記希釈検査液が作られると、次に、希釈検査液の粒子濃度が測定される（Ｓ１１０）。ここでは、導入配管２１を介して検出機構３に導入された希釈検査液の透過光量が、後述する光路長可変処理によって設定された光路長Ｌにおいて測定される。なお、本処理において最初に透過光量の測定が行われるときには、上述したように「１０ｍｍ」に設定された光路長で同透過光量の測定が行われる。そしてこの測定された透過光量と現在設定されている光路長に基づき、粒子濃度マップを参照して希釈検査液の粒子濃度ＲＮが検出される。この粒子濃度マップは制御装置８のＲＯＭ内に記憶されており、先の図３に示した粒子濃度と光路長と光透過率（実際には光透過率から求められる透過光量）との関係がマップ化されたものである。
【０１０６】
ここで、発光素子３ｃの周囲温度が上昇していくとその光量は減少するようになる。従って、同一の粒子濃度であっても発光素子３ｃの周囲温度が上昇するに伴って受光素子３ｇの出力は低下するようになり、本来の粒子濃度と比較して、検出された粒子濃度ＲＮは高くなるおそれがある。このように受光素子３ｇの出力は上記周囲温度によって変化するため、本実施形態では上記周囲温度に基づいて受光素子３ｇの出力を補正するようにしている。より具体的には、周囲温度が高くなるほど、受光素子３ｇの出力が増大側に補正されるようにしている。この温度補正処理により、粒子濃度の検出に際して発光素子３ｃの温度特性の影響が抑制される。この温度補正処理は上記温度補正手段を構成する。なお、粒子濃度ＲＮを同様な態様で補正するようにしてもよい。
【０１０７】
さて、上述したように本実施形態にかかる粒子濃度検出装置では、希釈容器２ａに潤滑油を順次追加するようにしている。そのため、内燃機関５０の潤滑油の粒子濃度が非常に高い場合には、数回程度の採取によって希釈検査液の透過光量が大きく低下し、その粒子濃度が検出範囲外の濃度になってしまうおそれがある。
【０１０８】
そこで次に、希釈検査液の交換が必要か否かが判定される（Ｓ１２０）。ここでは上記検出された透過光量が所定値Ｎ以下であるときに希釈検査液の交換が必要である旨の判定が行われる。この所定値Ｎは、希釈検査液の粒子濃度が非常に高く、これから後に行われる粒子濃度の検出についてその回数を十分に確保することができないと判定することのできる値が実験等を通じて設定されている。
【０１０９】
そして、希釈検査液の交換が必要である旨の判定が行われるときには（Ｓ１２０でＹＥＳ）、希釈容器２ａ内の希釈検査液の交換が行われる（Ｓ１３０）。この希釈検査液の交換は、次のようにして行われる。まず、排出用電磁弁５ｃが開弁され、希釈容器２ａから貯留容器５ａに向けて希釈検査液が排出される。そして希釈容器２ａ内の希釈検査液が排出されると、排出用電磁弁５ｃは閉弁される。次に、溶媒供給用電磁弁４ｃが開弁されるとともに溶媒供給ポンプ４ｂが駆動され、希釈容器２ａに向けて新油が供給される。そして、所定量の新油が希釈容器２ａ内に貯留されると、溶媒供給ポンプ４ｂは停止されるとともに溶媒供給用電磁弁４ｃは閉弁される。こうして希釈容器２ａ内の希釈検査液の交換が行われると、再び潤滑油の採取が行われる（Ｓ１００）。なお、このときの採取量は前回の採取量よりも減量される。
【０１１０】
一方、希釈検査液の交換が必要ではないときには（Ｓ１２０でＮＯ）、検査対象液の採取条件が設定される（Ｓ１４０）。ここでは、検出された粒子濃度ＲＮに基づいて検査対象液の希釈率が可変設定される。より具体的には採取機構１で行われる次回の採取に際しての採取量Ｑが粒子濃度ＲＮに基づいて可変設定される。また、粒子濃度ＲＮに基づき、採取用電磁弁１ａが閉弁されてから再び開弁されるまでの時間、すなわち採取間隔時間Ｔも求められる。
【０１１１】
この採取量Ｑは上記ＲＯＭに記憶された採取量設定マップから求められる。この採取量設定マップは図７に例示するように、粒子濃度ＲＮが高くなるほど採取量Ｑが少なくなるように設定されている。従って粒子濃度が高くなるほど希釈率は高められ、透過光量の減衰量は粒子濃度に応じたものに設定される。そのため、広範囲の粒子濃度を精度よく検出することができるようになる。なお、希釈率が高すぎると希釈検査液の粒子濃度が過度に低くなり、透過光量に基づいた粒子濃度の検出が困難になるおそれがある。また、希釈率が低すぎると希釈検査液の粒子濃度が過度に高くなり、この場合も透過光量に基づいた粒子濃度の検出が困難になるおそれがある。この点、本発明者は希釈率を１０〜１００倍の範囲内で可変設定すると、広範囲の粒子濃度を精度よく検出することができることを見出した。そこで、本実施形態では上記希釈率を１０〜１００倍の範囲で可変設定するようにしている。
【０１１２】
また、検査対象液の粒子濃度が高い場合には、希釈検査液の粒子濃度は急速に高濃度領域に到達してしまうため、粒子濃度の検出を継続して行うことが困難になるといった不具合が懸念される。しかし本実施形態では、粒子濃度が高くなるほど採取量Ｑは減量されるため、粒子濃度を継続して検出する際の透過光量の減衰量が緩やかに増大される。すなわち粒子濃度に基づいて透過光量の減衰量を可変設定することができるため、粒子濃度の検出を確実に継続することもできるようになる。
【０１１３】
他方、採取間隔時間Ｔは上記ＲＯＭに記憶された採取間隔時間設定マップから求められる。この採取間隔時間設定マップは図８に例示するように、粒子濃度ＲＮが高くなるほど採取間隔時間Ｔが長くなるように設定されている。このため、粒子濃度ＲＮが高くなるほど、上記検査時間内での検査対象液の採取回数は減少される。そのため、希釈検査液の粒子濃度が急速に高まり、粒子濃度が検出不可能な範囲に到達してしまうといった不具合の発生を抑制することができるようになる。また、この逆に、粒子濃度が低くなるほど検査対象液の採取回数は多くなるため、検査時間内での粒子濃度の検出回数を十分に確保することができるようにもなる。
【０１１４】
次に検査時間が経過したか否かが判定される（Ｓ１５０）。そして、検査時間がまだ経過していないときには（Ｓ１５０でＮＯ）、同検査時間が経過するまで上記設定された採取量Ｑ及び採取間隔時間Ｔで潤滑油の採取が行われ、上記Ｓ１００〜Ｓ１５０の処理が繰り返し実行される。このようにＳ１００〜Ｓ１５０の処理が繰り返し実行されることにより、今回検出された粒子濃度ＲＮに基づいて次回の採取条件が設定される。
【０１１５】
一方、検査時間が経過したときには（Ｓ１５０でＹＥＳ）、本処理は終了される。
このように、検出された粒子濃度ＲＮに基づいてその後の希釈率が可変設定されるため、検査時間内での粒子濃度の検出回数が十分に確保されるとともに、粒子濃度の検出精度は向上される。
【０１１６】
次に、本実施形態にかかる粒子濃度検出装置によって行われる光路長の可変処理について、図９、図１０を併せ参照し説明する。
図９は制御装置８によって実行される光路長可変処理についてその手順を示している。なお、この処理は先の図６に示したＳ１１０での粒子濃度の測定に先立って実行される。
【０１１７】
本処理が開始されると、まず、上記粒子濃度検出処理で検出された希釈検査液の粒子濃度ＲＮが読み込まれる（Ｓ２００）。
次に現在設定されている光路長Ｌを変更する必要があるか否かが判定される（Ｓ２１０）。この判定は次のように行われる。まず、先の図３に基づいて説明したように、光路長Ｌが短くなるほど検出可能な粒子濃度の上限値は大きくなる。一方、光路長Ｌが長くなるほど粒子濃度をより精度よく検出することができるようになる。そこで、本実施形態では光路長Ｌを光路長ＬＡ〜ＬＧの間で可変設定するとともに、各光路長ＬＡ〜ＬＧで検出する粒子濃度の範囲を定めている。すなわち図１０に示すように、
・粒子濃度Ａ未満の領域Ａの粒子濃度は光路長ＬＡで検出する、
・粒子濃度Ａ以上粒子濃度Ｂ未満の領域Ｂの粒子濃度は光路長ＬＢで検出する、・粒子濃度Ｂ以上粒子濃度Ｃ未満の領域Ｃの粒子濃度は光路長ＬＣで検出する、・粒子濃度Ｃ以上粒子濃度Ｄ未満の領域Ｄの粒子濃度は光路長ＬＤで検出する、・粒子濃度Ｄ以上粒子濃度Ｅ未満の領域Ｅの粒子濃度は光路長ＬＥで検出する、・粒子濃度Ｅ以上粒子濃度Ｆ未満の領域Ｆの粒子濃度は光路長ＬＦで検出する、・粒子濃度Ｆ以上の領域Ｇの粒子濃度は光路長ＬＧで検出する、
なお、光路長ＬＡから光路長ＬＧに向かうにつれてその距離は短くされる。このように粒子濃度の検出範囲が高濃度領域に移行されるほど、光路長Ｌは短くされるため、透過光量の減衰量は低減され、確実に高濃度領域の粒子濃度を検出することができるようになる。また、粒子濃度の検出範囲が低濃度領域にあるほど、光路長Ｌは長くされるため、透過光量の減衰量は増大され、低い粒子濃度であっても精度よくその濃度を検出することができるようになる。
【０１１８】
そして、上記各領域Ａ〜Ｇのうち、読み込まれた粒子濃度ＲＮが該当する領域に対応した光路長Ｌが求められ、この求められた光路長Ｌと現在設定されている光路長Ｌとが一致している場合には現在の光路長Ｌを変更する必要はないため、Ｓ２１０で否定判定される（Ｓ２１０でＮＯ）。そして、本処理は終了され、現在設定されている光路長で上述した粒子濃度の測定が行われる。
【０１１９】
一方、上記求められた光路長Ｌと現在設定されている光路長Ｌとが一致していない場合には現在の光路長Ｌを変更する必要があるため、Ｓ２１０で肯定判定される（Ｓ２１０でＹＥＳ）。そして、検出された粒子濃度ＲＮに対応した光路長Ｌになるように現在の光路長Ｌが変更され（Ｓ２２０）、本処理は終了される。そして、変更された光路長Ｌで上述した粒子濃度の測定が行われる。
【０１２０】
このようにＳ２００〜Ｓ２２０の処理が実行されることにより、今回検出された粒子濃度ＲＮに基づいて次回の光路長Ｌが設定される。ちなみに、本実施形態では希釈検査液の粒子濃度は徐々に高くなっていくため、基本的に光路長Ｌは光路長ＬＡから光路長ＬＧに向けて順次変更される。そして光路長可変処理によって希釈検査液の粒子濃度ＲＮに対応した最適な光路長が選択されるため、広範囲の粒子濃度を精度よく検出することができるようになる。
【０１２１】
これら各処理の他に、上記制御装置８は以下の処理も行う。
上述したように本実施形態にかかる粒子濃度検出装置は、内燃機関５０から複数回に渡って潤滑油を採取するため、粒子濃度の検出が行われるたびに内燃機関５０の潤滑油は減少していく。そこで制御装置８は内燃機関５０への潤滑油の補充処理も行う。
【０１２２】
この処理は次のような手順で行われる。まず、粒子濃度の検出が行われるたびに、内燃機関５０から採取された潤滑油の総量が算出される。この総量は上記算出される採取量Ｑを用いて求められる。そして予め定められた量以上の潤滑油が採取されたときには、上記補充用電磁弁６ｃを開弁するとともに補充ポンプ６ｂを駆動し、補充容器６ａから潤滑通路５１に向けて、換言すれば内燃機関５０に向けて新油を補充する。そして採取された潤滑油の量に相当する分の新油が内燃機関５０に補充されると、補充ポンプ６ｂを停止するとともに補充用電磁弁６ｃを閉弁する。
【０１２３】
この一連の補充処理により、粒子濃度の検出に際して内燃機関５０から潤滑油の一部を採取しても、同内燃機関５０における潤滑油量の減少を抑えることができ、もって潤滑油量を所定の量に維持することができる。なお、粒子濃度の検出が行われるたびに、そのときの採取量Ｑに相当する分の新油を内燃機関５０に補充するようにしてもよい。
【０１２４】
他方、機関潤滑油の粒子濃度が高くなりその汚濁が進行している状態で内燃機関５０の運転が継続されると、同内燃機関５０に悪影響を及ぼすおそれがある。そこで、制御装置８は希釈検査液の粒子濃度ＲＮに基づいて算出される上記機関潤滑油の粒子濃度ＥＮに基づき、内燃機関５０の運転についてその可不可を判断する判断処理を行う。なお、この判断処理は上記判断手段を構成する。
【０１２５】
この処理は次のような手順で行われる。まず、上記ＲＯＭ内には内燃機関５０で使用可能な潤滑油の許容濃度Ｋが記憶されている。そして、粒子濃度ＥＮが許容濃度Ｋ以下である場合には、内燃機関５０の運転が可能である旨の判定がなされる。一方、粒子濃度ＥＮが許容濃度Ｋを越えている場合には、内燃機関５０の運転が不可である旨の判定がなされ、この判定がなされた場合には警報機構１０を通じて警報が発せられる。この警報態様としては、例えば警報機構１０にランプ等の発光体や警告音を発するスピーカ等を設けておき、同ランプを発光させたり、スピーカから警告音を発するようにしたりすればよい。
【０１２６】
この他にも、警報機構１０に緑色、黄色、及び赤色のランプ等とスピーカとを設けておく。そして粒子濃度ＥＮが許容濃度Ｋよりも十分に低い場合には緑色のランプを発光させ、粒子濃度ＥＮが許容濃度Ｋに近づくと黄色のランプを発光させるとともに警報音を出し、粒子濃度ＥＮが許容濃度Ｋを越えた場合には赤色のランプを発光させるとともにより大きな音量の警報音を出すようにしてもよい。また、赤色のランプが発光される場合には、黄色のランプが発光される場合と比較して、警報音の間隔を短くするようにしてもよい。
【０１２７】
以上説明したように、本実施形態によれば次のような効果が得られるようになる。
（１）希釈検査液の粒子濃度ＲＮに基づいてその後の希釈検査液における透過光量の減衰量を調整するようにしている。より具体的には透過光量の減衰量に影響を与える光路長Ｌ及び上記希釈率を検出された粒子濃度ＲＮに基づいて可変設定するようにしている。そのため、透過光量を受光部３Ｒで確実に受光することができるようになる。そして、調整された光路長Ｌと同光路長Ｌにおける希釈検査液の透過光量とに基づいて粒子濃度ＲＮの検出を行うようにしている。また、調整された希釈率における希釈検査液の透過光量に基づいて粒子濃度ＲＮの検出を行うようにしている。すなわち、光路長Ｌと希釈率とを可変設定する上記調整手段の調整結果と調整後の希釈検査液の透過光量とに基づいて粒子濃度ＲＮの検出を行うようにしている。そのため、広範囲の粒子濃度を精度よく検出することができるようになる。
【０１２８】
（２）粒子濃度ＲＮが高くなるほど透過光量の減衰量に影響を与える光路長Ｌを短く設定するようにしている。そのため、広範囲の粒子濃度を精度よく確実に検出することができるようになる。
【０１２９】
（３）粒子濃度ＲＮが高くなるほど透過光量の減衰量に影響を与える上記希釈率を高く設定するようにしている。そのため、広範囲の粒子濃度を精度よく確実に検出することができるようになる。また、粒子濃度の検出を確実に継続することもできるようになる。
【０１３０】
（４）内燃機関５０の潤滑油を採取する採取機構１と、この採取された検査対象液が投入されるとともに同検査対象液を希釈する希釈機構２とを備え、採取機構１での採取条件、より具体的には採取量Ｑを粒子濃度ＲＮに基づいて可変設定するようにしている。そのため、上記希釈率を確実に変更することができる。
【０１３１】
（５）上記採取量Ｑを粒子濃度ＲＮが高くなるほど減量するようにしている。そのため、粒子濃度が高くなるほど希釈率を確実に高くすることができる。
（６）採取機構１での採取条件、より具体的には採取間隔時間Ｔを粒子濃度ＲＮに基づいて可変設定するようにしている。そのため、粒子濃度の検査時間内における検出回数を十分に設定することができるようになる。
【０１３２】
（７）この採取間隔時間Ｔの設定については、粒子濃度ＲＮが高くなるほど同採取間隔時間Ｔを長く設定するようにしている。そのため、粒子濃度ＲＮが高くなるほど検査対象液の採取回数は少なくなり、希釈検査液の粒子濃度が急速に高まってその粒子濃度が検出可能な範囲外に到達してしまうといった不具合の発生を抑制することができるようになる。また、この逆に、粒子濃度ＲＮが低くなるほど検査対象液の採取回数は多くなるため、検査時間内での粒子濃度の検出回数を十分に確保することができるようにもなる。
【０１３３】
（８）透過光量が所定値Ｎ以下であるときには希釈容器２ａ内の希釈検査液を新油に交換するようにしている。そのため、上述した光路長Ｌの変更や希釈率の変更を行っても希釈検査液の透過光量を増大させることができず、粒子濃度の検出ができなくなるおそれがある場合でも、粒子濃度の検出を行うことができるようになる。
【０１３４】
（９）発光素子３ｃの周囲温度に基づいて受光素子３ｇの出力を補正するようにしている。そのため、粒子濃度ＲＮの検出に際して、発光素子３ｃの温度特性の影響を抑制することができるようになる。
【０１３５】
（１０）内燃機関５０から採取された潤滑油量に対応した量の新油を、同内燃機関５０に補充するようにしている。そのため、粒子濃度の検出に際して内燃機関５０から潤滑油の一部を採取しても、同内燃機関５０における潤滑油量の減少を抑えることができ、もって潤滑油量を所定の量に維持することができる。
【０１３６】
（１１）上記粒子濃度装置によって精度よく検出される粒子濃度ＥＮに基づいて内燃機関５０の運転についてその可不可を判断するようにしている。そのため、内燃機関５０の運転についてその可不可を精度よく判断することができる。また、上記警報機構１０を備えているため、内燃機関５０の運転について不可である旨の判断がなされたことを運転者等に確実に報知することができる。
【０１３７】
（１２）上記粒子濃度検出装置を内燃機関５０に取り付けるようにしている。そのため、同内燃機関５０の運転中でも潤滑油の粒子濃度を検出することができる。
【０１３８】
なお、上記実施形態は以下のように変更して実施することもできる。
・上記実施形態では光路長Ｌを変更するために発光部３Ｌを移動させるようにしたが、発光部３Ｌを固定して受光部３Ｒを移動させるようにしてもよい。また、発光部３Ｌ及び受光部３Ｒをともに移動させるようにしてもよい。
【０１３９】
・また、上記実施形態では光路長の設定段数は７段であったが、この段数は任意に変更することができる。また、光路長毎に粒子濃度の検出範囲を設定したが、粒子濃度に対応させて光路長を連続的に変化させるようにしてもよい。
【０１４０】
・上記実施形態では光路長Ｌを変更するために発光部３Ｌを移動させるようにしたが、図１１に例示するような検出機構３’によっても光路長Ｌを変更することができる。すなわち、検出機構３’のボディー３ａ’内に上記発光部３Ｌ及び受光部３Ｒから構成された検出部４０ａ〜４０ｇを配設する。また、各検出部４０ａ〜４０ｇにおける光路長Ｌが互いに異なるように発光部３Ｌ及び受光部３Ｒをボディー３ａ’に固定する。そして、上記制御装置８は粒子濃度ＲＮに基づいて各検出部４０ａ〜４０ｇのうちのいずれかを選択して、同選択された検出部の発光部３Ｌを発光させる。このようにしても光路長Ｌを変更することができる。また、上記実施形態と比較して発光部３Ｌの位置が変化しないため、光路長Ｌの変更に際しての位置ずれが生じず、光路長Ｌの精度を高くすることができる。
【０１４１】
・図５を参照して説明したように、透過光量の減衰量は発光素子３ｃの光の波長によっても変化するため、光の波長を変更すると検出可能な粒子濃度の範囲及び検出精度も変化する。すなわち、光の波長が長くなるにつれて透過光量の減衰量は減少し、受光部で受光される光量は増大するため、粒子濃度が高い場合であっても透過光量を受光部で十分測定することができるようになる。一方、光の波長が短くなるにつれて透過光量の減衰量は増大するため、粒子濃度の差違に起因する透過光量の変化は大きくなる。そのため、粒子濃度が低い場合には光の波長を短くした方が粒子濃度の違いを確実に検出することができるようになる。そこで、粒子濃度ＲＮに基づいて光の波長を可変設定する、より具体的には粒子濃度ＲＮが高くなるほど光の波長を長くするようにしても、広範囲の粒子濃度を精度よく確実に検出することができるようになる。
【０１４２】
この場合には、例えば上記発光部３Ｌに互いに異なる波長の光を発光する発光素子を複数設ける。そして制御装置８によって、粒子濃度ＲＮに基づき、各発光素子のうちのいずれかを選択し発光させるようにすることで、光の波長を確実に変更することができるようになる。例えば、発光部３Ｌに青色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、赤色ＬＥＤを設け、粒子濃度ＲＮが高くなるほど発光させるＬＥＤを青色ＬＥＤ→緑色ＬＥＤ→赤色ＬＥＤの順で変更するといった構成にすることもできる。
【０１４３】
・上述した希釈率、光路長、及び波長の可変設定のうち、いずれか１つを実行するようにしてもよい。この場合にも上記実施形態と同様な効果を得ることができる。また、これら各可変設定を適宜組み合わせて実行してもよい。この場合にはより広範囲の粒子濃度を精度よく検出することができるようになる。
【０１４４】
・上記実施形態では所定時間（採取間隔時間Ｔ）毎に粒子濃度ＲＮを検出するようにした。この互いに異なる時刻に検出された粒子濃度ＲＮの相違から機関潤滑油への粒子の混入速度を算出することができる。そこで、複数の粒子濃度の検出結果を用いて機関潤滑油への粒子の混入速度を算出する算出処理を制御装置８で行うようにしてもよい。この処理は上記算出手段を構成する。この場合には検査対象液の状態変化を測定することができる。より具体的には内燃機関５０で発生する煤等が潤滑油に混入する度合いを測定することができ、この測定結果に基づいて内燃機関での煤の発生状態を推定することもできるため、内燃機関５０の適合試験に際して有益な測定データを得ることができるようにもなる。
【０１４５】
・また、上記混入速度は最小自乗法等を利用することにより、粒子濃度の検出が開始されてからの経過時間等をパラメータにした近似式で表すことができる。ここで、近似式から求められる混入速度の近似値と実際に検出された混入速度、すなわち上記算出処理で算出された混入速度との偏差が大きい場合には、検出される粒子濃度がばらついており、その検出値の信頼性も低いと推定することができる。そこで、この近似式で求められる混入速度の近似値と実際に検出された混入速度との偏差が所定値以上の場合には粒子濃度の検出を終了させるようにしてもよい。なお、上記近似式の算出処理は上記近似式算出手段を構成し、上記偏差に基づく粒子濃度の検出終了処理は上記終了手段を構成する。
【０１４６】
この場合には、粒子濃度の検出値についてその信頼性が高い場合にのみ、粒子濃度の検出が継続して行われる。そのため、自ずと検出値の信頼性も高くすることができる。また、近似式から求められる混入速度の近似値と上記算出処理で算出された混入速度との相関係数が所定値以下の場合には粒子濃度の検出を終了させるようにしても、同様に検出値の信頼性を高くすることができる。
【０１４７】
・また、上記算出される実際の混入速度に応じて検査対象液における粒子濃度の増大度合いは変化し、これにより希釈検査液における透過光量の減衰量も変化する。すなわち、混入速度が速くなるにつれて検査対象液における粒子濃度の増大度合いは大きくなり、希釈検査液における透過光量の減衰量も増大する。従って、この増大度合いが過度に高まると希釈検査液の粒子濃度は直ちに高濃度領域に到達してしまい、粒子濃度ＲＮの検出を継続して行うことが困難になるおそれがある。そこで、上述した粒子濃度に基づく希釈率の可変設定に際してこの混入速度を加味するようにしてもよい。すなわち、この実際の混入速度に基づいて検査対象液の希釈率を可変設定するようにしてもよい。より具体的には混入速度が速くなるほど希釈率を高く設定するようにするとよい。この場合には、混入速度の速さに応じて上記減衰量を調整することができるため、粒子濃度ＲＮの検出を十分に継続することができるようになる。
【０１４８】
ちなみに、粒子濃度ＲＮに基づいて採取機構１での採取量Ｑや採取間隔時間Ｔを可変設定したように、この実際の混入速度に基づいて同様に採取量Ｑや採取間隔時間Ｔを可変設定するとよい。すなわち、図１２に例示するように混入速度が速くなるほど採取量Ｑが減量されるように、また図１３に例示するように混入速度が速くなるほど採取間隔時間Ｔが長く設定されるようにすることで、粒子濃度ＲＮの検出を好適に継続することができるようになる。なお、検査対象液の希釈率の可変設定を、混入速度に基づいてのみ行うようにしてもよい。
【０１４９】
・また、上述したように、混入速度が速くなるにつれて検査対象液における粒子濃度の増大度合いは大きくなり、希釈検査液における透過光量の減衰量も増大する。そこで、上記算出される混入速度が速くなるほど光路長Ｌが短くなるようにしてもよい。この場合には粒子濃度の増大度合いを予測した最適な光路長を設定することができる。また、上記算出される混入速度が速くなるほど光の波長が長くなるようにしてもよい。この場合には粒子濃度の増大度合いを予測した最適な光の波長を設定することができる。
【０１５０】
・上記実施形態では、実際に検出された粒子濃度ＲＮに基づいてその後の希釈検査液における透過光量の減衰量を調整するようにしているため、最初に粒子濃度を検出する際の減衰量までも好適に設定することはできない。
【０１５１】
ここで、機関潤滑油は機関運転時間が長くなるとその粒子濃度が徐々に高くなる傾向にある。従って、機関潤滑油の粒子濃度は機関運転時間、すなわちその使用履歴に基づいて推定することができる。そこで、潤滑油の粒子濃度を上記パラメータに基づいて推定する推定処理を制御装置８で実行し、粒子濃度ＲＮの検出に先立ってこの推定された粒子濃度に基づいて上述したような減衰量の調整、すなわち希釈率、光路長、あるいは光の波長の可変設定を行うようにしてもよい。この場合には、最初に粒子濃度を検出する際の減衰量をも好適に設定することができるようになる。なお、制御装置８で実行される上述した推定処理は上記推定手段を構成する。
【０１５２】
・受光素子３ｇの近傍に温度センサを設け、この温度センサによって検出される受光素子３ｇの周辺温度に基づいて粒子濃度ＲＮを補正するようにしてもよい。この場合には、受光素子３ｇの出力特性がその周辺温度によって変化してもその変化に応じて受光素子３ｇの検出結果は補正される。そのため、粒子濃度の検出に際して、受光素子３ｇの温度特性の影響を好適に抑制することができるようになる。
【０１５３】
・また、上記粒子濃度検出装置に希釈検査液の温度を一定に維持する温度維持機構を設けるようにしてもよい。例えば、恒温槽の中に希釈容器２ａを設けたり、希釈検査液や検査対象液が流通する部分に保温材やヒータ等を設けたりしてもよい。この場合には、発光部３Ｌや受光部３Ｒの周辺温度の変化が抑えられるため、発光部３Ｌの光量や受光部３Ｒの出力が安定し、粒子濃度ＲＮを精度よく検出することができるようになる。
【０１５４】
・上記実施形態では、発光素子３ｃの発光量を一定にし、受光素子３ｇで受光される透過光量の変化に基づいて粒子濃度ＲＮを検出するようにした。この他にも、受光素子３ｇで受光される透過光量が粒子濃度ＲＮに依らず一定になるように発光素子３ｃへの印加電圧を制御する場合には、粒子濃度ＲＮに応じて印加電圧は変化する。従って、この印加電圧に基づいて粒子濃度ＲＮを検出することもできる。なお、上記印加電圧制御は制御装置８で実行することができ、この制御処理は上記電圧制御手段を構成する。
【０１５５】
また、受光素子３ｇで検出される透過光量が粒子濃度ＲＮに依らず一定になるように発光素子３ｃ及び受光素子３ｇの少なくとも一方を他方に向けて移動させる場合には、その移動量が粒子濃度ＲＮに応じたものになる。従って、この移動量に基づいて粒子濃度ＲＮを検出することもできる。
【０１５６】
・希釈検査液中に気泡が存在すると、この気泡により光散乱が生じて透過光量は減少し、正確に粒子濃度を検出することができなくなるおそれがある。そこで、上記粒子濃度検出装置に希釈検査液内の気泡を減少させる気泡除去機構を設けるようにしてもよい。この場合には、希釈検査液中の気泡を減少させることができるため、粒子濃度ＲＮの検出精度を向上させることができる。なお、気泡除去機構としては、希釈検査液を減圧して同液内の気泡を減少させる脱気機構や遠心分離機構などを採用することができ、これらの機構を希釈検査液が流通する上記導入配管２１の途中に設ける等により希釈検査液中の気泡を確実に減少させることができる。
【０１５７】
・また、上記粒子濃度検出装置に希釈検査液内の気泡量を検出する気泡検出手段、例えば超音波を利用した気泡センサ等を設け、この検出結果に基づいて粒子濃度ＲＮを補正するようにしてもよい。この場合にも、粒子濃度ＲＮの検出精度を向上させることができる。なお、上述したような気泡検出手段は導入配管２１の途中に設けるとよい。また、上記補正態様の一例として、例えば、気泡量が増大するほど受光素子３ｇで検出される透過光量を増大補正する、といった態様等を採用することができる。
【０１５８】
・上記実施形態では、透過光量が所定値Ｎ以下であるときには希釈容器２ａ内の希釈検査液を新油に交換するようにした。これに代えて、透過光量が所定値Ｎ以下であるときには希釈容器２ａ内の希釈検査液に新油を追加するようにしてもよい。この処理は上記追加手段を構成する。この場合には、透過光量が所定値Ｎ以下の場合には希釈検査液が更に希釈され、同希釈検査液の透過光量は増大される。そのため、上述した光路長の変更、光の波長の変更、あるいは希釈率の変更を行っても希釈検査液の透過光量を増大させることができず、粒子濃度を検出できない場合であっても、新油の追加により再度粒子濃度の検出を行うことができるようになる。
【０１５９】
・上記発光部導光体３ｄや受光部導光体３ｈには希釈検査液が接触するため、これら部材には液中の粒子が付着しやすく、汚れやすい。そして、発光部導光体３ｄや受光部導光体３ｈが汚れると受光素子３ｇの出力が低下し、粒子濃度の検出精度が低下するといった不具合が生じるおそれがある。そこで、上記粒子濃度検出装置に以下のような洗浄機構を設けることにより、この不具合を解消できる。
【０１６０】
図１４は上記洗浄機構についてその構成の一例を示している。この図１４に示すように、洗浄機構は洗浄容器３０、洗浄ポンプ３１、流路切替弁３２、３３、洗浄液供給配管３４、洗浄液回収配管３５、及び上記制御装置８で構成される。
【０１６１】
洗浄容器３０はその内部に洗浄液（キシレン等の溶剤）が貯留されている。検出部用ポンプ７と検出機構３との間の導入配管２１には流路切替弁３２が配設されている。検出機構３と希釈容器２ａとの間の導入配管２１には流路切替弁３３が配設されている。上記洗浄容器３０と流路切替弁３２とは洗浄液供給配管３４で接続されており、その途中には洗浄ポンプ３１が設けられている。また、洗浄容器３０と流路切替弁３３とは洗浄液回収配管３５で接続されている。洗浄ポンプ３１の駆動制御や流路切替弁３２、３３の切替制御は制御装置８で行われる。そして発光部３Ｌ及び受光部３Ｒの洗浄を行うときには、まず、検出部用ポンプ７の駆動が停止される。そして検出部用ポンプ７と検出機構３との間の流路を閉鎖するとともに、洗浄容器３０と検出機構３との間の流路を開放するように流路切替弁３２は切り替えられる。また、検出機構３と希釈容器２ａの間の流路を閉鎖するとともに、洗浄容器３０と検出機構３との間の流路を開放するように流路切替弁３３は切り替えられる。そして洗浄ポンプ３１が駆動されることにより、検出機構３の流路３ｂには洗浄液が循環され、発光部導光体３ｄや受光部導光体３ｈが洗浄液によって清掃される。そして、洗浄が所定時間行われると、洗浄ポンプ３１は停止され、流路切替弁３２、３３は洗浄開始前の状態に戻される。すなわち検出部用ポンプ７と検出機構３との間の流路、及び検出機構３と希釈容器２ａの間の流路がともに開放されるとともに、洗浄容器３０と検出機構３との間の流路は閉鎖される。このような洗浄機構を備えることにより、発光部導光体３ｄや受光部導光体３ｈの汚れを減少させることができ、粒子濃度の検出精度を維持することができるようになる。
【０１６２】
・また、発光部導光体３ｄや受光部導光体３ｈへの汚れの付着は分子間引力によって生じることが多い。ここで、導電性のコーティング層（例えば導電体物質が混入されたフッ素樹脂層等）にはこの分子間引力を小さくする作用がある。そこで、発光部導光体３ｄや受光部導光体３ｈにあって希釈検査液に接触する部分に導電性のコーティング層を形成するようにしてもよい。この場合には、発光部導光体３ｄや受光部導光体３ｈへの汚れの付着を低減することができ、もって粒子濃度の検出精度を好適に維持することができるようになる。
【０１６３】
・また、上記分子間引力によって付着している汚れは物理的な力で除去することができる。そこで検出機構３の内部に、希釈検査液の流勢で発光部導光体３ｄや受光部導光体３ｈに衝突し、その表面に付着した汚れを取り除く浮遊部材を備えるようにしてもよい。また検出機構３の内部に、希釈検査液の流勢で揺動されるワイパを設け、このワイパによって発光部導光体３ｄや受光部導光体３ｈの表面に付着した汚れを払拭するようにしてもよい。
【０１６４】
・上記発光素子３ｃが経年変化等により劣化し、その光量が低下すると粒子濃度を正確に検出することが困難になる。そこで、光分岐機構（ハーフミラーやビームスプリッタ等）を用いて発光素子３ｃの光路の一部を希釈検査液の手前で分岐させ、この分岐された光路の光量が予め定められた所定値以下である場合に発光素子３ｃに劣化有りと判定する劣化判定処理を上記制御装置８で行うようにしてもよい。この劣化判定処理は上記劣化判定手段を構成する。この場合には、希釈検査液を透過していない光量、すなわち発光素子３ｃの光量そのものが測定され、この測定された光量が上記所定値以下であるときには発光素子３ｃに劣化有りと判定される。従って、発光素子３ｃの劣化を確実に検出することができ、ひいては粒子濃度の検出精度を維持することができるようになる。
【０１６５】
・上記警報機構１０から警報が発せられるとき、すなわち内燃機関５０の運転について不可である旨の判断がなされたときには、内燃機関５０の機関出力を徐々に低下させて最終的に機関運転を停止させることにより、内燃機関５０の故障を確実に防止することもできる。
【０１６６】
・上記粒子濃度ＲＮの検出処理、及び内燃機関５０の運転についての可不可判断処理を内燃機関５０の機関始動前に行うようにすることで、同内燃機関５０の故障等を未然に防止することができるようになる。
【０１６７】
・上記実施形態では新油を溶媒として用いたが、検査対象液を希釈することのできる溶媒であればどのようなものでもよい。
・上記実施形態では内燃機関の潤滑油の粒子濃度を検出する装置に本発明を適用した場合について説明したが、他の液体の粒子濃度を検出する装置にも本発明は同様に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態にかかる粒子濃度検出装置の構成を示す概略図。
【図２】同実施形態における検出機構の構造を示す断面図。
【図３】潤滑油の粒子濃度と光透過率との関係について、光路長を種々変更した場合の態様を示すグラフ。
【図４】潤滑油の光透過率と光の波長との関係を示すグラフ。
【図５】潤滑油の粒子濃度と光透過率との関係について、光の波長を種々変更した場合の態様を示すグラフ。
【図６】上記実施形態による粒子濃度検出処理の手順を示すフローチャート。
【図７】同実施形態において、採取量を設定するためのマップ構造を示す図。
【図８】同実施形態において、採取間隔時間を設定するためのマップ構造を示す図。
【図９】上記実施形態による光路長可変処理の手順を示すフローチャート。
【図１０】同実施形態において、粒子濃度と光路長との対応を示す説明図。
【図１１】上記実施形態の変形例における検出機構の構造を示す断面図。
【図１２】上記実施形態の変形例において、採取量を設定するためのマップ構造を示す図。
【図１３】同変形例において、採取間隔時間を設定するためのマップ構造を示す図。
【図１４】上記実施形態の変形例における洗浄機構の構成を示す概略図。
【符号の説明】
１…採取機構、１ａ…採取用電磁弁、２…希釈機構、２ａ…希釈容器、２ｂ…攪拌子、３、３’…検出機構、３ａ、３ａ’…ボディー、３ｂ…流路、３ｃ…発光素子、３ｄ…発光部導光体、３ｅ…レンズ、３ｆ…温度センサ、３ｇ…受光素子、３ｈ…受光部導光体、３ｉ…駆動機構、３Ｌ…発光部、３Ｒ…受光部、４…溶媒投入機構、４ａ…溶媒貯留容器、４ｂ…溶媒供給ポンプ、４ｃ…溶媒供給用電磁弁、５…希釈検査液排出機構、５ａ…貯留容器、５ｃ…排出用電磁弁、６…補充機構、６ａ補充容器、６ｂ…補充ポンプ、６ｃ…補充用電磁弁、７…検出部用ポンプ、８…制御装置、９…表示部、１０…警報機構、２０…採取配管、２１…導入配管、２２…溶媒供給配管、２３…排出配管、２４…補充配管、３０…洗浄容器、３１…洗浄ポンプ、３２、３３…流路切替弁、３４…洗浄液供給配管、３５…洗浄液回収配管、４０ａ〜４０ｇ…検出部、５０…内燃機関、５１…潤滑通路。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a particle concentration detection apparatus that detects the concentration of particles mixed in a liquid.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as this type of particle concentration detection device, for example, there is one described in Patent Document 1. In this apparatus, in order to detect the contamination of the lubricating oil used in the internal combustion engine and the hydraulic actuator, the amount of light emitted and the amount of light received when the light emitted from the light emitting unit passes through the lubricating oil and is detected by the light receiving unit. The turbidity of the lubricating oil is detected based on the ratio of the above, that is, the light transmittance.
[0003]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 5-72121
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, when detecting the particle concentration in the liquid using the light transmittance, there are the following problems.
[0005]
First, the amount of transmitted light that passes through the liquid rapidly decreases as the particle concentration in the liquid increases. Therefore, it is difficult to detect a high concentration region when detecting the particle concentration based on the amount of transmitted light. Thus, if the amount of light reaching the light receiving unit is increased by shortening the distance between the light emitting unit and the light receiving unit, the particle concentration in the high concentration region can be detected. However, as the distance between the light emitting unit and the light receiving unit is shortened, foreign matters mixed in the inspection target liquid or aggregated particles are more likely to be clogged between the light emitting unit and the light receiving unit.
[0006]
Therefore, if a diluted test solution is prepared by diluting the test solution with a solvent and the amount of light transmitted through this diluted test solution is measured, the amount of light that reaches the light receiving section even if the particle concentration of the original test solution is high. Can be increased. Therefore, the particle concentration in the high concentration region can be detected without reducing the distance between the light emitting unit and the light receiving unit so much.
[0007]
Here, as described above, the amount of transmitted light sharply decreases as the particle concentration in the liquid increases. Therefore, when the particle concentration is detected based on the amount of transmitted light, the range of particle concentration that can be naturally detected with accuracy. However, it may be difficult to accurately detect a wide range of particle concentrations.
[0008]
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a particle concentration detection apparatus capable of accurately detecting a wide range of particle concentrations in liquid particle concentration detection.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
  The means for achieving the above object and the effects thereof will be described below.
  The invention described in claim 1 is an apparatus that includes a light emitting unit and a light receiving unit, and detects a concentration of particles mixed in the liquid based on a transmitted light amount of the liquid interposed between the light emitting unit and the light receiving unit. In the particle concentration detection device for diluting the inspection target liquid with a solvent and detecting the particle concentration of the inspection target liquid based on the amount of transmitted light of the diluted inspection liquid, a subsequent dilution inspection is performed based on the detected particle concentration. Adjusting means for adjusting the attenuation amount of the transmitted light amount in the liquid, and detecting the particle concentration based on the adjustment result of the adjusting means and the transmitted light amount of the diluted test liquid after adjustment.Calculating means for calculating the mixing speed of particles into the liquid to be inspected based on detection results of a plurality of particle concentrations, and approximation of the mixing speed of particles in the liquid to be inspected based on detection results of the plurality of particle concentrations Approximate expression calculating means for calculating an expression, and when the deviation between the approximate value of the mixing speed obtained from this approximate expression and the mixing speed calculated by the calculating means is greater than or equal to a predetermined value, the end of detecting the particle concentration And a means.
The invention described in claim 2 is an apparatus that includes a light emitting unit and a light receiving unit, and detects a concentration of particles mixed in the liquid based on a transmitted light amount of the liquid interposed between the light emitting unit and the light receiving unit. In the particle concentration detection device for diluting the inspection target liquid with a solvent and detecting the particle concentration of the inspection target liquid based on the amount of transmitted light of the diluted inspection liquid, a subsequent dilution inspection is performed based on the detected particle concentration. An adjustment unit that adjusts the attenuation amount of the transmitted light amount in the liquid, and detects the particle concentration based on the adjustment result of the adjustment unit and the transmitted light amount of the diluted test solution after adjustment, thereby detecting a plurality of particle concentrations Calculating means for calculating the mixing speed of the particles into the inspection target liquid based on the result, and approximate expression calculating means for calculating an approximate expression for the mixing speed of the particles into the inspection target liquid based on the detection results of the plurality of particle concentrations And this approximation Correlation coefficient between contamination velocity calculated by the approximate value of the contamination rate required the calculation unit from the in the case of a predetermined value or less and summarized in that and a termination means for terminating the detection of the particle concentration.
[0010]
  In the first or second aspect of the invention, the particle concentration is detected based on the transmitted light amount of the diluted test solution. Therefore, the particle concentration of the liquid to be inspected with a high particle concentration can be detected without excessively shortening the distance between the light emitting unit and the light receiving unit. Here, in the above configuration, by providing the adjusting means, the attenuation amount of the transmitted light amount in the subsequent diluted test liquid is adjusted based on the actually detected particle concentration. Therefore, the transmitted light amount can be reliably received by the light receiving unit. Then, the particle concentration is detected on the basis of the adjustment result by the adjusting means and the amount of transmitted light of the diluted diluted test solution. Accordingly, a wide range of particle concentrations can be detected with high accuracy.
  Moreover, in the said structure, the mixing speed of the particle | grains to a test object liquid is calculated. Therefore, it becomes possible to measure the state change of the liquid to be inspected. For example, when the liquid to be inspected is lubricating oil for an internal combustion engine, the degree of soot generated in the internal combustion engine can be measured and the generation of soot in the internal combustion engine can be measured based on the measurement result. Since the state can also be estimated, useful measurement data can be obtained in the conformity test of the internal combustion engine.
  The mixing speed can be expressed by an approximate expression by a least square method or the like. Here, if the deviation between the approximate value of the mixing rate obtained from the approximate expression and the actually detected mixing rate is large, the detected particle concentration varies and the reliability of the detected value is estimated to be low. can do. Therefore, in the first aspect of the invention, when the deviation is greater than or equal to a predetermined value, the detection of the particle concentration is terminated. Therefore, the particle concentration is continuously detected only when the detection value of the particle concentration is highly reliable. Therefore, the reliability of the detected value can be increased. According to the second aspect of the present invention, when the correlation coefficient between the approximate value of the mixing rate obtained from the approximate expression and the mixing rate calculated by the calculating means is equal to or less than a predetermined value, the particle concentration is detected. Even if the process is terminated, the reliability of the detected value can be increased similarly..
  Claim3The invention described in 1 is an apparatus that includes a light emitting unit and a light receiving unit, and that detects the concentration of particles mixed in the liquid based on a transmitted light amount of the liquid interposed between the light emitting unit and the light receiving unit. In a particle concentration detection apparatus that dilutes a target liquid with a solvent and detects the particle concentration of the test target liquid based on the amount of transmitted light of the diluted test liquid, the subsequent transmission in the diluted test liquid based on the detected particle concentration An adjustment unit that adjusts the attenuation amount of the light amount, and detects the particle concentration based on the adjustment result of the adjustment unit and the transmitted light amount of the diluted test solution after adjustment, and the transmitted light amount detected by the light receiving unit The gist of the present invention is to provide voltage control means for controlling the voltage applied to the light emitting section so that the voltage is constant regardless of the particle concentration, and detecting the particle concentration based on the applied voltage.
In the above configuration, the particle concentration is detected based on the transmitted light amount of the diluted test solution. Therefore, the particle concentration of the liquid to be inspected with a high particle concentration can be detected without excessively shortening the distance between the light emitting unit and the light receiving unit. Here, in the above configuration, by providing the adjusting means, the attenuation amount of the transmitted light amount in the subsequent diluted test liquid is adjusted based on the actually detected particle concentration. Therefore, the transmitted light amount can be reliably received by the light receiving unit. Then, the particle concentration is detected on the basis of the adjustment result by the adjusting means and the amount of transmitted light of the diluted diluted test solution. Accordingly, a wide range of particle concentrations can be detected with high accuracy.
Further, when the voltage applied to the light emitting unit is constant and the light emission amount is also constant, the amount of transmitted light detected by the light receiving unit changes according to the particle concentration. On the other hand, when the applied voltage to the light emitting unit is controlled so that the amount of transmitted light received by the light receiving unit is constant regardless of the particle concentration, as in the invention described in claim 3 above, according to the particle concentration The applied voltage changes. Therefore, the particle concentration can also be detected based on this applied voltage, and the particle concentration can also be detected by the above configuration.
  Claim4The invention described in 1 is an apparatus that includes a light emitting unit and a light receiving unit, and that detects the concentration of particles mixed in the liquid based on a transmitted light amount of the liquid interposed between the light emitting unit and the light receiving unit. In a particle concentration detection apparatus that dilutes a target liquid with a solvent and detects the particle concentration of the test target liquid based on the amount of transmitted light of the diluted test liquid, the subsequent transmission in the diluted test liquid based on the detected particle concentration An adjustment unit that adjusts the attenuation amount of the light amount, and detects the particle concentration based on the adjustment result of the adjustment unit and the transmitted light amount of the diluted test solution after adjustment, and the transmitted light amount detected by the light receiving unit Is provided with a drive mechanism for moving at least one of the light emitting unit and the light receiving unit toward the other so that the particle concentration is constant regardless of the particle concentration, and the particle concentration is detected based on the movement amount.
In the above configuration, the particle concentration is detected based on the transmitted light amount of the diluted test solution. Therefore, the particle concentration of the liquid to be inspected with a high particle concentration can be detected without excessively shortening the distance between the light emitting unit and the light receiving unit. Here, in the above configuration, by providing the adjusting means, the attenuation amount of the transmitted light amount in the subsequent diluted test liquid is adjusted based on the actually detected particle concentration. Therefore, the transmitted light amount can be reliably received by the light receiving unit. Then, the particle concentration is detected on the basis of the adjustment result by the adjusting means and the amount of transmitted light of the diluted diluted test solution. Accordingly, a wide range of particle concentrations can be detected with high accuracy.
  MaIn addition, since the moving amount of the drive mechanism is in accordance with the particle concentration, the particle concentration can be detected based on the moving amount..
  Claim5The invention described in 1 is an apparatus that includes a light emitting unit and a light receiving unit, and that detects the concentration of particles mixed in the liquid based on a transmitted light amount of the liquid interposed between the light emitting unit and the light receiving unit. In a particle concentration detection apparatus that dilutes a target liquid with a solvent and detects the particle concentration of the test target liquid based on the amount of transmitted light of the diluted test liquid, the subsequent transmission in the diluted test liquid based on the detected particle concentration Adjusting means for adjusting the attenuation amount of the light amount, detecting the particle concentration based on the adjustment result of the adjusting means and the transmitted light amount of the diluted test solution after adjustment, and at least one of the light emitting unit and the light receiving unit The gist of the present invention is that a conductive coating layer is formed on a portion in contact with the diluted test solution.
In the above configuration, the particle concentration is detected based on the transmitted light amount of the diluted test solution. Therefore, the particle concentration of the liquid to be inspected with a high particle concentration can be detected without excessively shortening the distance between the light emitting unit and the light receiving unit. Here, in the above configuration, by providing the adjusting means, the attenuation amount of the transmitted light amount in the subsequent diluted test liquid is adjusted based on the actually detected particle concentration. Therefore, the transmitted light amount can be reliably received by the light receiving unit. Then, the particle concentration is detected on the basis of the adjustment result by the adjusting means and the amount of transmitted light of the diluted diluted test solution. Accordingly, a wide range of particle concentrations can be detected with high accuracy.
  Also,oneIn general, the adhesion of dirt to the contact portion is often caused by an intermolecular attractive force. This point,In the above configuration, a conductive coating layer having an effect of reducing the intermolecular attractive force is formed on the contact portion. Therefore, the adhesion of dirt to the light emitting part and the light receiving part can be reduced, and the particle concentration detection accuracy can be suitably maintained..
[0075]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment embodying a particle concentration detection apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
[0076]
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a particle concentration detection apparatus according to the present embodiment attached to an in-vehicle internal combustion engine.
As is well known, the internal combustion engine 50 sucks an air-fuel mixture composed of air sucked from an intake passage and fuel injected from a fuel injection valve into a combustion chamber defined by a cylinder and a piston. The air-fuel mixture is ignited and burned by a spark plug provided in the combustion chamber, and after combustion, the exhaust gas is discharged from the combustion chamber to the exhaust passage. In addition, lubricating oil is stored in the internal combustion engine 50, and this lubricating oil is supplied between the cylinder and the piston via a lubricating passage 51. The lubricating oil is also supplied to other movable parts.
[0077]
The particle concentration detection apparatus according to the present embodiment uses the lubricating oil of the internal combustion engine 50 as a liquid to be inspected, and particles mixed in the lubricating oil based on the transmitted light amount of a diluted inspection liquid obtained by diluting the lubricating oil with new oil ( For example, the concentration of soot is detected. In this way, in the same particle concentration detection device, the lubricating oil of the internal combustion engine 50 is diluted and the amount of transmitted light of the diluted test liquid is measured. Even if it exists, the transmitted light amount can be measured sufficiently. Accordingly, the particle concentration in the high concentration region can be detected without excessively shortening the distance between the light emitting unit 3L and the light receiving unit 3R, which will be described later.
[0078]
The particle concentration detection apparatus includes a collection mechanism 1, a dilution mechanism 2, a detection mechanism 3, a solvent input mechanism 4, a diluted test solution discharge mechanism 5, a replenishment mechanism 6, a detection unit pump 7, various pipes 20 to 24, and a control device 8. , A display unit 9, an alarm mechanism 10 and the like.
[0079]
The sampling mechanism 1 that constitutes the sampling unit is a mechanism that samples the lubricating oil from the lubrication passage 51, and includes a sampling electromagnetic valve 1a that adjusts the sampling amount.
The dilution mechanism 2 constituting the dilution section is a mechanism for supplying the lubricating oil sampled by the sampling mechanism 1 and diluting the supplied lubricating oil, and includes a dilution container 2a and a stirrer 2b. ing. A new oil as a solvent is stored in the dilution container 2a, and a diluted test liquid in which the lubricating oil of the internal combustion engine 50 is diluted is produced in the dilution container 2a. The stirrer 2b constituting the stirring mechanism has a propeller shape and is rotated by a driving source such as a motor. Since the lubricating oil and the new oil collected by the rotation of the stirrer 2b are uniformly mixed, the detection error of the particle concentration due to insufficient mixing of the diluted test liquid is suppressed.
[0080]
The detection mechanism 3 constituting the detection unit is a mechanism for detecting the amount of light transmitted through the diluted test solution, and the structure thereof will be described later.
The solvent input mechanism 4 and the diluted test solution discharge mechanism 5 constitute the exchange means. The solvent charging mechanism 4 is a mechanism for supplying new oil, which is a solvent, into the dilution container 2a. The solvent storage container 4a in which the new oil is stored, and the new oil in the solvent storage container 4a is sent to the dilution container 2a. A solvent supply pump 4b, a solvent supply electromagnetic valve 4c for adjusting the supply amount of the new oil, and the like. Further, the diluted test liquid discharge mechanism 5 is a mechanism for storing the diluted test liquid discharged from the dilution container 2a, and is a discharge container that is opened when discharging the diluted test liquid in the storage container 5a and the diluted container 2a. It consists of a solenoid valve 5c and the like.
[0081]
The replenishing mechanism 6 constituting the replenishing unit is a mechanism for replenishing the internal combustion engine 50 with new oil corresponding to the amount of lubricating oil collected by the collecting mechanism 1, and a replenishing container 6a in which new oil is stored, a replenishing container A replenishing pump 6b for feeding new oil in 6a to the lubrication passage 51, a replenishing electromagnetic valve 6c for metering the replenishing amount of the new oil, and the like.
[0082]
Members constituting these mechanisms 1 to 6 are connected by various pipes 20 to 24 as follows.
First, the lubrication passage 51 and the dilution container 2a are connected by a sampling pipe 20, and a sampling electromagnetic valve 1a is provided in the middle thereof.
[0083]
The dilution vessel 2a is connected to an introduction pipe 21 through which the diluted test solution in the dilution vessel 2a is circulated. The detection mechanism 3 and the detection unit pump 7 are disposed in the middle of the introduction pipe 21. Yes.
[0084]
The dilution container 2 a and the solvent storage container 4 a are connected by a solvent supply pipe 22, and the solvent supply pump 4 b and the solvent supply electromagnetic valve 4 c are provided in the middle of the solvent supply pipe 22.
[0085]
The dilution container 2a and the storage container 5a are connected by a discharge pipe 23, and a discharge electromagnetic valve 5c is provided in the middle of the discharge pipe 23.
The replenishing container 6a and the lubrication passage 51 are connected by a refilling pipe 24, and the refilling pump 6b and the refilling electromagnetic valve 6c are provided in the middle of the refilling pipe 24.
[0086]
In the particle concentration detection apparatus according to the present embodiment configured as described above, the lubricating oil collected from the lubricating passage 51 of the internal combustion engine 50 is diluted in the dilution container 2a to become a diluted test solution. The diluted test solution is returned to the dilution container 2a again after the amount of transmitted light is measured by the detection mechanism 3. Finally, it is discharged into the storage container 5a.
[0087]
On the other hand, the control device 8 includes a central processing control device (CPU), a read-only memory (ROM) that stores various programs and maps in advance, a random access memory (RAM) that temporarily stores calculation results of the CPU, an input interface, The microcomputer is mainly configured with an output interface and the like. The control device 8 computes the detection result of the detection mechanism 3 to calculate the particle concentration of the diluted test solution, and displays the calculation result, for example, the detected particle concentration on the display unit 9. Further, the control device 8 compares the detected particle concentration with a predetermined value, and issues a warning from the warning mechanism 10 in some cases. The output interface is connected to the sampling solenoid valve 1a, the solvent supply solenoid valve 4c, the discharge solenoid valve 5c, and the replenishment solenoid valve 6c via a drive circuit, and thereby the valve opening time of various valves, etc. Is controlled. The output interface is also connected to the detection unit pump 7, the solvent supply pump 4b, and the replenishing pump 6b via a drive circuit, and thereby controls the driving of various pumps.
[0088]
Next, the structure of the detection mechanism 3 will be described with reference to FIG.
FIG. 2 schematically shows a cross section of the detection mechanism 3 in the flow direction of the diluted test solution. As shown in FIG. 2, the detection mechanism 3 is roughly composed of a body 3a, a light emitting unit 3L, a light receiving unit 3R, a drive mechanism 3i, and the like.
[0089]
The body 3a has a flow passage 3b through which a diluted test solution flows, and an introduction pipe 21 is connected to the opening of the body 3a. The light emitting unit 3L and the light receiving unit 3R are arranged to face each other on the wall surface of the flow path 3b.
[0090]
The light emitting unit 3L is a portion that irradiates the test light toward the diluted test solution, and includes a light emitting element 3c, a light emitting unit light guide 3d, a temperature sensor 3f, and the like. The light emitting element 3c is an element that emits inspection light, and emits a constant amount of light when a predetermined voltage is applied from the control device 8 via a drive circuit. Incidentally, in the present embodiment, an LED (light emitting diode) is used as the light emitting element 3c. The light emitting element 3c is surrounded by a light emitting part light guide 3d, and the inspection light emitted from the light emitting element 3c is made parallel light at the tip of the light emitting part light guide 3d on the channel 3b side. Lens 3e is provided. Most of the inspection light emitted from the light emitting element 3c is directed to the diluted inspection liquid without being diverged by the lens 3e. The temperature sensor 3f is disposed in the vicinity of the light emitting element 3c and detects the ambient temperature of the light emitting element 3c.
[0091]
The light receiving part 3R is a part that detects the amount of transmitted light when the inspection light emitted from the light emitting part 3L passes through the diluted inspection liquid, and is composed of a light receiving element 3g, a light receiving part light guide 3h, and the like. The light receiving element 3g is an element that receives the inspection light that has passed through the diluted inspection liquid, that is, the transmitted light and detects the amount of light. In the present embodiment, a photodiode is used. In the light receiving element 3g, the output increases as the amount of received light increases, so that an output corresponding to the amount of transmitted light can be obtained. The output of the light receiving element 3g is input to the amplifier circuit of the control device 8. A light receiving section light guide 3h is provided on the flow path 3b side of the light receiving element 3g. The light receiving section light guide 3h is a lens for allowing the transmitted light that has passed through the diluted test solution to reach the light receiving element 3g in the form of parallel light. In addition, you may use the condensing lens which condenses the permeation | transmission light which permeate | transmitted the diluted test solution to the light receiving element 3g.
[0092]
Incidentally, since the light emitting section light guide 3d and the light receiving section light guide 3h are exposed to the diluted test solution, a material excellent in high temperature resistance and chemical resistance is required. Further, in order to suppress the attenuation of transmitted light as much as possible, a material having a high light transmittance, desirably a light transmittance of 90% or more at the wavelength of light emitted from the light emitting element 3c is preferable. Therefore, in the present embodiment, quartz glass is selected as the material of the light emitting unit light guide 3d and the light receiving unit light guide 3h.
[0093]
In the light emitting unit 3L, a drive mechanism 3i is provided on the opposite side of the flow path 3b. The drive mechanism 3i is a mechanism that adjusts the distance between the light emitting unit 3L and the light receiving unit 3R, that is, the optical path length, by reciprocating the light emitting unit 3L in the direction of the light receiving unit 3R. In the present embodiment, the shortest distance between the lens 3e of the light emitting unit 3L and the light receiving unit light guide 3h after the position is adjusted by the drive mechanism 3i is referred to as an optical path length for convenience. The drive mechanism 3i includes an actuator such as a motor and a transmission mechanism that transmits the drive amount of the actuator to the light emitting unit 3L. The drive amount of the actuator is controlled by a signal from the control device 8. As described above, in the particle concentration detection apparatus according to the present embodiment, the optical path length can be freely changed. The reason will be described with reference to FIG.
[0094]
FIG. 3 schematically shows the tendency when the optical path length is variously changed with respect to the relationship between the particle concentration of the lubricating oil and the light transmittance. The light transmittance is a ratio between the light emission amount of the light emitting element 3c and the light reception amount of the light receiving element 3g (light reception amount of the light receiving element 3g / light emission amount of the light emitting element 3c × 100 (%)), and the amount of transmitted light increases. The more you increase the value. In addition, here, industrial oil was mixed with new oil to intentionally produce a contaminated lubricating oil, and the dilution rate of this contaminated lubricating oil was variously changed, and the light transmission rates of lubricating oils having different particle concentrations were measured. Also, the values indicated by L1 to L7 in FIG. 3 represent the distance L shown in FIG. 2, that is, the set value of the optical path length. As shown in FIG. 3, the light transmittance with respect to the particle concentration tends to increase as the optical path length becomes shorter, and the detectable particle concentration range tends to become wider on the high concentration region side. In other words, the upper limit value of the detectable particle concentration tends to increase. This is because as the optical path length becomes shorter, the attenuation amount in the transmitted light amount becomes smaller and the light amount received by the light receiving unit 3R increases.
[0095]
On the other hand, as the optical path length increases, the amount of attenuation in the transmitted light amount increases. Therefore, the change in light transmittance due to the difference in particle concentration is small in the high concentration region. For this reason, as the optical path length becomes longer, it becomes more difficult to detect the particle concentration in the high concentration region, and the detectable particle concentration range becomes narrower. However, as shown in FIG. 3, in the low concentration region, the change in the light transmittance due to the difference in the particle concentration tends to increase as the optical path length becomes longer. The detection mechanism 3 with high detection accuracy can be obtained. That is, as the optical path length becomes shorter, a higher concentration of particle concentration can be detected. On the other hand, as the optical path length becomes longer, the particle concentration detection accuracy in the low concentration region can be further improved. In consideration of these points, in the present embodiment, the above-mentioned optical path length is variably set so that a wide range of particle concentrations can be detected with high accuracy.
[0096]
If the optical path length is too long, the amount of attenuation of the transmitted light amount increases, and it may be difficult to detect the particle concentration based on the transmitted light amount. If the optical path length is too short, the flow path between the light emitting unit 3L and the light receiving unit 3R may be blocked by particles or the like. In this regard, the present inventors have found that when the optical path length is variably set within a range of 0.1 mm to 10 mm, a wide range of particle concentrations can be detected with high accuracy, and the occurrence of the above-mentioned blockage can be suppressed. It was. Therefore, in this embodiment, the optical path length is variably set in the range of 0.1 mm to 10 mm. In addition, the initial value of the optical path length at the start of particle concentration detection is set to “10 mm” so that the particle concentration can be accurately detected from the low concentration region.
[0097]
On the other hand, in the present embodiment, an LED that emits infrared light having a light wavelength of 900 nm or more is employed as the light emitting element 3c. The reason will be described with reference to FIGS.
[0098]
FIG. 4 schematically shows the relationship between the light transmittance of the lubricating oil mixed with 0.01 wt% of industrial carbon and the wavelength of light. As shown in FIG. 4, the light transmittance tends to decrease as the wavelength becomes shorter. This is because the amount of transmitted light attenuation by the particles in the liquid increases as the wavelength decreases. Therefore, it can be seen from the tendency shown in FIG. 4 that it is better to use light having a long wavelength in order to detect the transmitted light amount of the liquid having a high particle concentration.
[0099]
FIG. 5 schematically shows the changing tendency when the wavelength of light is variously changed with respect to the relationship between the particle concentration of the lubricating oil and the transmittance. Here, by changing the dilution rate of the lubricating oil recovered from the internal combustion engine, the light transmission rates of the lubricating oils having different particle concentrations were measured. As shown in FIG. 5, as the wavelength increases, the light transmittance with respect to the particle concentration tends to increase, and the detectable particle concentration range tends to widen toward the high concentration region. In other words, the upper limit value of the detectable particle concentration tends to increase. This is because the amount of attenuation in the transmitted light amount decreases as the wavelength increases.
[0100]
On the other hand, since the amount of transmitted light attenuation increases as the wavelength becomes shorter, the change in light transmittance due to the difference in particle concentration becomes smaller in the high concentration region. For this reason, it becomes difficult to detect the concentration of particles in the high concentration region as the wavelength becomes shorter, and the range of detectable particle concentrations becomes narrower. However, as shown in FIG. 5, in the low concentration region, the change in light transmittance due to the difference in particle concentration tends to increase as the wavelength becomes shorter. Therefore, the detection accuracy responds to a slight difference in particle concentration. High detection mechanism 3 can be obtained. That is, as the wavelength becomes longer, a higher concentration of particle concentration can be detected, while as the wavelength becomes shorter, the particle concentration detection accuracy in the low concentration region can be improved. Considering these points, in this embodiment, an infrared light LED that emits a wavelength of 900 nm or more is employed in the light emitting element 3c, so that a wide range of particle concentrations can be accurately detected.
[0101]
Now, the particle concentration detection apparatus according to the present embodiment performs the following process at predetermined time intervals within a predetermined inspection time (for example, about 30 minutes).
First, lubricating oil is sampled from the internal combustion engine 50 and charged into the dilution container 2a. Then, the particle concentration RN of the diluted test solution is detected. Further, the amount of lubricating oil collected using the valve opening time of the collecting electromagnetic valve 1a is obtained. Further, the total amount of lubricating oil that has been introduced into the dilution container 2a up to now is calculated. The ratio between the total amount and the new oil stored in the dilution container 2a, that is, the dilution rate (the amount of new oil (solvent) stored in the dilution container 2a / the total amount of lubricating oil collected) and the dilution inspection The particle concentration EN of the lubricating oil of the internal combustion engine 50 is calculated from the liquid particle concentration RN based on the following equation (1).
[0102]
Particle concentration EN = particle concentration RN × dilution ratio (1)
By performing these series of processes every predetermined time, particle concentration detection is performed a plurality of times within the inspection time.
[0103]
By the way, in the particle concentration detection apparatus, as described above, the lubricating oil is introduced into the dilution container 2a every predetermined time, so that the particle concentration of the diluted test solution gradually increases. For this reason, the attenuation amount of the transmitted light amount received by the light receiving element 3g increases, and the received light amount gradually decreases, making it difficult to detect the particle concentration of the diluted test solution. Therefore, in the present embodiment, an adjustment unit that adjusts the attenuation amount of the transmitted light amount based on the detected particle concentration of the diluted test solution is provided, and the dilution rate of the diluted test solution and the optical path length are variably set by the adjustment unit. Thus, a wide range of particle concentrations can be detected with high accuracy.
[0104]
Hereinafter, the detection process of the particle concentration RN of the diluted test solution executed by the particle concentration detection apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.
FIG. 6 shows a particle concentration detection processing procedure executed by the control device 8.
[0105]
When this process is started, first, a part of the lubricating oil of the internal combustion engine 50 is collected (S100). Here, the sampling electromagnetic valve 1a is opened for a predetermined time, and a part of the lubricating oil of the internal combustion engine 50 is introduced into the dilution container 2a and diluted. When the diluted test solution is prepared in the dilution container 2a, next, the particle concentration of the diluted test solution is measured (S110). Here, the transmitted light amount of the diluted test solution introduced into the detection mechanism 3 through the introduction pipe 21 is measured at the optical path length L set by the optical path length variable process described later. When the transmitted light amount is first measured in this process, the transmitted light amount is measured with the optical path length set to “10 mm” as described above. Based on the measured transmitted light amount and the currently set optical path length, the particle concentration RN of the diluted test solution is detected with reference to the particle concentration map. This particle concentration map is stored in the ROM of the control device 8, and the relationship between the particle concentration, the optical path length, and the light transmittance (actually, the amount of transmitted light determined from the light transmittance) shown in FIG. It is mapped.
[0106]
Here, as the ambient temperature of the light emitting element 3c rises, the amount of light decreases. Therefore, the output of the light receiving element 3g decreases as the ambient temperature of the light emitting element 3c increases even at the same particle concentration, and the detected particle concentration RN is lower than the original particle concentration. May be high. As described above, since the output of the light receiving element 3g varies depending on the ambient temperature, in this embodiment, the output of the light receiving element 3g is corrected based on the ambient temperature. More specifically, the output of the light receiving element 3g is corrected to the increasing side as the ambient temperature increases. This temperature correction process suppresses the influence of the temperature characteristics of the light emitting element 3c when detecting the particle concentration. This temperature correction process constitutes the temperature correction means. The particle concentration RN may be corrected in a similar manner.
[0107]
As described above, in the particle concentration detection apparatus according to this embodiment, lubricating oil is sequentially added to the dilution container 2a. Therefore, when the particle concentration of the lubricating oil of the internal combustion engine 50 is very high, the amount of transmitted light of the diluted test solution is greatly reduced by sampling several times, and the particle concentration may be out of the detection range. There is.
[0108]
Therefore, it is next determined whether or not the diluted test solution needs to be replaced (S120). Here, when the detected transmitted light amount is equal to or less than the predetermined value N, it is determined that the diluted test solution needs to be replaced. This predetermined value N is set through experimentation or the like so that it can be determined that the particle concentration of the diluted test solution is very high, and that the number of subsequent detections of particle concentration cannot be sufficiently secured. Yes.
[0109]
When it is determined that the diluted test solution needs to be replaced (YES in S120), the diluted test solution in the dilution container 2a is replaced (S130). The exchange of the diluted test solution is performed as follows. First, the discharge electromagnetic valve 5c is opened, and the diluted test solution is discharged from the dilution container 2a toward the storage container 5a. When the diluted test solution in the dilution container 2a is discharged, the discharge electromagnetic valve 5c is closed. Next, the solvent supply electromagnetic valve 4c is opened and the solvent supply pump 4b is driven to supply new oil toward the dilution container 2a. When a predetermined amount of new oil is stored in the dilution container 2a, the solvent supply pump 4b is stopped and the solvent supply electromagnetic valve 4c is closed. When the diluted test solution in the dilution container 2a is thus exchanged, the lubricating oil is collected again (S100). Note that the amount collected at this time is reduced from the previous amount collected.
[0110]
On the other hand, when it is not necessary to replace the diluted test liquid (NO in S120), the sampling condition for the test target liquid is set (S140). Here, the dilution rate of the liquid to be inspected is variably set based on the detected particle concentration RN. More specifically, the sampling amount Q at the next sampling performed by the sampling mechanism 1 is variably set based on the particle concentration RN. Further, based on the particle concentration RN, the time from when the sampling solenoid valve 1a is closed until it is opened again, that is, the sampling interval time T is also obtained.
[0111]
The collected amount Q is obtained from the collected amount setting map stored in the ROM. As illustrated in FIG. 7, the collection amount setting map is set so that the collection amount Q decreases as the particle concentration RN increases. Therefore, as the particle concentration increases, the dilution rate is increased, and the amount of attenuation of the transmitted light amount is set according to the particle concentration. Therefore, a wide range of particle concentrations can be detected with high accuracy. If the dilution rate is too high, the particle concentration of the diluted test solution becomes excessively low, which may make it difficult to detect the particle concentration based on the amount of transmitted light. In addition, if the dilution rate is too low, the particle concentration of the diluted test solution becomes excessively high, and in this case, it may be difficult to detect the particle concentration based on the amount of transmitted light. In this regard, the present inventor has found that a wide range of particle concentrations can be accurately detected when the dilution rate is variably set within a range of 10 to 100 times. Therefore, in the present embodiment, the dilution rate is variably set within a range of 10 to 100 times.
[0112]
In addition, when the particle concentration of the inspection target liquid is high, the particle concentration of the diluted inspection liquid quickly reaches the high concentration region, which makes it difficult to continuously detect the particle concentration. Concerned. However, in the present embodiment, the collected amount Q is decreased as the particle concentration is increased, so that the attenuation amount of the transmitted light amount when the particle concentration is continuously detected is gradually increased. That is, the amount of transmitted light attenuation can be variably set based on the particle concentration, so that the detection of the particle concentration can be continued reliably.
[0113]
On the other hand, the sampling interval time T is obtained from the sampling interval time setting map stored in the ROM. As illustrated in FIG. 8, this collection interval time setting map is set so that the collection interval time T becomes longer as the particle concentration RN increases. For this reason, the higher the particle concentration RN, the smaller the number of collections of the liquid to be inspected within the inspection time. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of a problem that the particle concentration of the diluted test solution is rapidly increased and the particle concentration reaches an undetectable range. On the contrary, the lower the particle concentration, the greater the number of times the sample liquid is collected, so that a sufficient number of particle concentration detection times within the inspection time can be ensured.
[0114]
Next, it is determined whether the inspection time has elapsed (S150). When the inspection time has not yet passed (NO in S150), the lubricating oil is collected at the set sampling amount Q and the sampling interval time T until the inspection time elapses. The process is executed repeatedly. As described above, the next sampling condition is set based on the particle concentration RN detected this time by repeatedly executing the processes of S100 to S150.
[0115]
On the other hand, when the inspection time has elapsed (YES in S150), this process ends.
As described above, since the subsequent dilution rate is variably set based on the detected particle concentration RN, the number of detections of the particle concentration within the inspection time is sufficiently ensured, and the detection accuracy of the particle concentration is improved. The
[0116]
Next, the optical path length variable processing performed by the particle concentration detection apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.
FIG. 9 shows the procedure of the optical path length varying process executed by the control device 8. This process is executed prior to the measurement of the particle concentration in S110 shown in FIG.
[0117]
When this process is started, first, the particle concentration RN of the diluted test solution detected in the particle concentration detection process is read (S200).
Next, it is determined whether or not the currently set optical path length L needs to be changed (S210). This determination is performed as follows. First, as described with reference to FIG. 3, the upper limit value of the detectable particle concentration increases as the optical path length L decreases. On the other hand, the longer the optical path length L, the more accurately the particle concentration can be detected. Therefore, in the present embodiment, the optical path length L is variably set between the optical path lengths LA to LG, and the range of the particle concentration detected by each of the optical path lengths LA to LG is defined. That is, as shown in FIG.
-The particle concentration in the region A below the particle concentration A is detected by the optical path length LA.
The particle concentration in the region B where the particle concentration is A or more and less than the particle concentration B is detected by the optical path length LB. The particle concentration in the region C which is the particle concentration B or more and less than the particle concentration C is detected by the optical path length LC. The particle concentration in the region D that is less than the particle concentration D is detected by the optical path length LD. The particle concentration in the region E that is the particle concentration D or more and less than the particle concentration E is detected by the optical path length LE. The particle concentration in the region F less than that is detected by the optical path length LF. The particle concentration in the region G above the particle concentration F is detected by the optical path length LG.
Note that the distance is shortened from the optical path length LA toward the optical path length LG. As the particle concentration detection range is shifted to the high concentration region in this way, the optical path length L is shortened, so that the amount of transmitted light attenuation is reduced, so that the particle concentration in the high concentration region can be reliably detected. become. Further, since the optical path length L is increased as the particle concentration detection range is in the low concentration region, the attenuation amount of the transmitted light amount is increased, and the concentration can be accurately detected even at a low particle concentration. It becomes like this.
[0118]
Then, an optical path length L corresponding to an area corresponding to the read particle concentration RN is obtained from each of the areas A to G, and the obtained optical path length L and the currently set optical path length L are one. If yes, it is not necessary to change the current optical path length L, so a negative determination is made in S210 (NO in S210). Then, this process is terminated, and the above-described particle concentration measurement is performed with the currently set optical path length.
[0119]
On the other hand, when the calculated optical path length L does not match the currently set optical path length L, the current optical path length L needs to be changed, so that an affirmative determination is made in S210 (YES in S210). ). Then, the current optical path length L is changed so as to be the optical path length L corresponding to the detected particle concentration RN (S220), and this process is terminated. Then, the above-described particle concentration measurement is performed with the changed optical path length L.
[0120]
By executing the processing of S200 to S220 in this way, the next optical path length L is set based on the particle concentration RN detected this time. Incidentally, in this embodiment, since the particle concentration of the diluted test solution gradually increases, the optical path length L is basically changed sequentially from the optical path length LA to the optical path length LG. Since the optimum optical path length corresponding to the particle concentration RN of the diluted test solution is selected by the variable optical path length process, a wide range of particle concentrations can be accurately detected.
[0121]
In addition to these processes, the control device 8 also performs the following processes.
As described above, since the particle concentration detection apparatus according to the present embodiment collects lubricating oil from the internal combustion engine 50 a plurality of times, the lubricating oil in the internal combustion engine 50 decreases every time the particle concentration is detected. Go. Therefore, the control device 8 also performs a replenishment process of lubricating oil to the internal combustion engine 50.
[0122]
This process is performed in the following procedure. First, every time the particle concentration is detected, the total amount of lubricating oil collected from the internal combustion engine 50 is calculated. This total amount is obtained using the calculated sampling amount Q. When a predetermined amount or more of lubricating oil is collected, the replenishing electromagnetic valve 6c is opened and the replenishing pump 6b is driven to move from the replenishing container 6a toward the lubricating passage 51, in other words, the internal combustion engine. Refill with new oil towards 50. When new oil corresponding to the amount of the collected lubricating oil is replenished to the internal combustion engine 50, the replenishing pump 6b is stopped and the replenishing electromagnetic valve 6c is closed.
[0123]
With this series of replenishment processing, even if a part of the lubricating oil is collected from the internal combustion engine 50 when detecting the particle concentration, a decrease in the lubricating oil amount in the internal combustion engine 50 can be suppressed. Can be maintained in quantity. Note that each time the particle concentration is detected, the internal combustion engine 50 may be supplemented with new oil corresponding to the amount of collection Q at that time.
[0124]
On the other hand, if the operation of the internal combustion engine 50 is continued in a state in which the particle concentration of the engine lubricating oil is high and the contamination is advancing, the internal combustion engine 50 may be adversely affected. Therefore, the control device 8 performs determination processing for determining whether or not the operation of the internal combustion engine 50 is possible based on the particle concentration EN of the engine lubricating oil calculated based on the particle concentration RN of the diluted test liquid. This determination process constitutes the determination means.
[0125]
This process is performed in the following procedure. First, the allowable concentration K of lubricating oil that can be used in the internal combustion engine 50 is stored in the ROM. When the particle concentration EN is equal to or less than the allowable concentration K, it is determined that the internal combustion engine 50 can be operated. On the other hand, when the particle concentration EN exceeds the allowable concentration K, it is determined that the operation of the internal combustion engine 50 is impossible, and when this determination is made, an alarm is issued through the alarm mechanism 10. As this alarm mode, for example, a light emitter such as a lamp or a speaker that emits a warning sound may be provided in the alarm mechanism 10 so that the lamp emits light or a warning sound is emitted from the speaker.
[0126]
In addition, the alarm mechanism 10 is provided with green, yellow, and red lamps and a speaker. When the particle concentration EN is sufficiently lower than the permissible concentration K, a green lamp is emitted. When the particle concentration EN approaches the permissible concentration K, a yellow lamp is emitted and a warning sound is emitted, and the particle concentration EN is allowed. When the density K is exceeded, a red lamp may be caused to emit light and an alarm sound with a larger volume may be emitted. Further, when the red lamp emits light, the alarm sound interval may be shortened as compared with the case where the yellow lamp emits light.
[0127]
As described above, according to the present embodiment, the following effects can be obtained.
(1) Based on the particle concentration RN of the diluted test solution, the attenuation amount of the transmitted light amount in the subsequent diluted test solution is adjusted. More specifically, the optical path length L that affects the attenuation of the transmitted light amount and the dilution rate are variably set based on the detected particle concentration RN. Therefore, the transmitted light amount can be reliably received by the light receiving unit 3R. Then, the particle concentration RN is detected based on the adjusted optical path length L and the transmitted light amount of the diluted test solution in the optical path length L. Further, the particle concentration RN is detected based on the transmitted light amount of the diluted test solution at the adjusted dilution rate. That is, the particle concentration RN is detected based on the adjustment result of the adjusting means for variably setting the optical path length L and the dilution rate and the transmitted light amount of the diluted diluted test solution. Therefore, a wide range of particle concentrations can be detected with high accuracy.
[0128]
(2) The higher the particle concentration RN, the shorter the optical path length L that affects the amount of transmitted light attenuation. Therefore, a wide range of particle concentrations can be detected accurately and reliably.
[0129]
(3) As the particle concentration RN increases, the dilution rate that affects the attenuation of transmitted light amount is set higher. Therefore, a wide range of particle concentrations can be detected accurately and reliably. In addition, the detection of the particle concentration can be reliably continued.
[0130]
(4) A sampling mechanism 1 for sampling the lubricating oil of the internal combustion engine 50 and a dilution mechanism 2 for supplying the sampled inspection target liquid and diluting the inspection target liquid, and the sampling conditions in the sampling mechanism 1 More specifically, the collection amount Q is variably set based on the particle concentration RN. Therefore, the dilution rate can be changed reliably.
[0131]
(5) The collected amount Q is reduced as the particle concentration RN increases. Therefore, the dilution rate can be reliably increased as the particle concentration increases.
(6) The collection condition in the collection mechanism 1, more specifically, the collection interval time T is variably set based on the particle concentration RN. For this reason, the number of detections of the particle concentration within the inspection time can be set sufficiently.
[0132]
(7) As for the setting of the sampling interval time T, the sampling interval time T is set longer as the particle concentration RN becomes higher. Therefore, the higher the particle concentration RN, the smaller the number of times the sample liquid is collected, and the occurrence of problems such that the particle concentration of the diluted test solution rapidly increases and the particle concentration reaches outside the detectable range. Will be able to. Conversely, the lower the particle concentration RN, the greater the number of collections of the liquid to be inspected, so that the number of particle concentration detections within the inspection time can be sufficiently ensured.
[0133]
(8) When the transmitted light amount is equal to or less than the predetermined value N, the diluted inspection liquid in the dilution container 2a is replaced with new oil. For this reason, even if the optical path length L or the dilution rate is changed as described above, the amount of transmitted light of the diluted test solution cannot be increased, and the particle concentration can be detected even if the particle concentration may not be detected. Will be able to do.
[0134]
(9) The output of the light receiving element 3g is corrected based on the ambient temperature of the light emitting element 3c. Therefore, when detecting the particle concentration RN, the influence of the temperature characteristics of the light emitting element 3c can be suppressed.
[0135]
(10) An amount of new oil corresponding to the amount of lubricating oil collected from the internal combustion engine 50 is replenished to the internal combustion engine 50. Therefore, even if a part of the lubricating oil is collected from the internal combustion engine 50 at the time of detecting the particle concentration, it is possible to suppress a decrease in the lubricating oil amount in the internal combustion engine 50, and to maintain the lubricating oil amount at a predetermined amount. Can do.
[0136]
(11) Whether or not the internal combustion engine 50 is operated is determined based on the particle concentration EN accurately detected by the particle concentration apparatus. Therefore, it is possible to accurately determine whether the internal combustion engine 50 is operating. Further, since the alarm mechanism 10 is provided, it is possible to reliably notify the driver or the like that it has been determined that the operation of the internal combustion engine 50 is not possible.
[0137]
(12) The particle concentration detection device is attached to the internal combustion engine 50. Therefore, the particle concentration of the lubricating oil can be detected even while the internal combustion engine 50 is in operation.
[0138]
In addition, the said embodiment can also be changed and implemented as follows.
In the above embodiment, the light emitting unit 3L is moved to change the optical path length L. However, the light receiving unit 3R may be fixed and the light receiving unit 3R may be moved. Further, both the light emitting unit 3L and the light receiving unit 3R may be moved.
[0139]
In the above embodiment, the number of stages for setting the optical path length is seven. However, the number of stages can be arbitrarily changed. In addition, although the detection range of the particle concentration is set for each optical path length, the optical path length may be continuously changed according to the particle concentration.
[0140]
In the above embodiment, the light emitting unit 3L is moved to change the optical path length L. However, the optical path length L can also be changed by a detection mechanism 3 'illustrated in FIG. That is, the detection units 40a to 40g each including the light emitting unit 3L and the light receiving unit 3R are disposed in the body 3a 'of the detection mechanism 3'. Further, the light emitting unit 3L and the light receiving unit 3R are fixed to the body 3a 'so that the optical path lengths L of the detection units 40a to 40g are different from each other. Then, the control device 8 selects any one of the detection units 40a to 40g based on the particle concentration RN, and causes the light emitting unit 3L of the selected detection unit to emit light. Even in this way, the optical path length L can be changed. In addition, since the position of the light emitting unit 3L does not change as compared with the above-described embodiment, no positional deviation occurs when the optical path length L is changed, and the accuracy of the optical path length L can be increased.
[0141]
As described with reference to FIG. 5, the amount of attenuation of the transmitted light amount also changes depending on the wavelength of the light of the light emitting element 3c. Therefore, when the wavelength of the light is changed, the detectable particle concentration range and detection accuracy also change. . In other words, the amount of transmitted light attenuation decreases as the wavelength of light increases, and the amount of light received by the light receiving unit increases. Therefore, even when the particle concentration is high, the amount of transmitted light can be sufficiently measured by the light receiving unit. become able to. On the other hand, as the wavelength of light becomes shorter, the amount of attenuation of the transmitted light amount increases, so the change in the transmitted light amount due to the difference in particle concentration increases. Therefore, when the particle concentration is low, the difference in particle concentration can be reliably detected by shortening the wavelength of light. Therefore, even if the wavelength of light is variably set based on the particle concentration RN, more specifically, the wavelength of light increases as the particle concentration RN increases, a wide range of particle concentrations can be detected accurately and reliably. Will be able to.
[0142]
In this case, for example, the light emitting unit 3L is provided with a plurality of light emitting elements that emit light having different wavelengths. Then, by selecting one of the light emitting elements and causing the light to be emitted based on the particle concentration RN by the control device 8, the wavelength of the light can be changed reliably. For example, a blue LED, a green LED, and a red LED may be provided in the light emitting unit 3L, and the LED that emits light as the particle concentration RN increases may be changed in the order of blue LED → green LED → red LED.
[0143]
Any one of the above-described variable settings of the dilution rate, the optical path length, and the wavelength may be executed. In this case, the same effect as that of the above embodiment can be obtained. Further, these variable settings may be executed in combination as appropriate. In this case, a wider range of particle concentrations can be detected with high accuracy.
[0144]
In the above embodiment, the particle concentration RN is detected every predetermined time (collection interval time T). The mixing speed of the particles into the engine lubricating oil can be calculated from the difference in the particle concentration RN detected at different times. Therefore, the control device 8 may perform calculation processing for calculating the mixing speed of particles into the engine lubricating oil using a plurality of particle concentration detection results. This process constitutes the calculation means. In this case, it is possible to measure a change in the state of the inspection target liquid. More specifically, the degree of soot generated in the internal combustion engine 50 can be measured and the state of soot generation in the internal combustion engine can be estimated based on the measurement result. It becomes possible to obtain useful measurement data in the conformity test of the engine 50.
[0145]
In addition, the mixing speed can be expressed by an approximate expression using an elapsed time after the detection of the particle concentration as a parameter by using a least square method or the like. Here, if the deviation between the approximate value of the mixing speed obtained from the approximate expression and the actually detected mixing speed, that is, the mixing speed calculated by the above calculation process is large, the detected particle concentration varies. It can be estimated that the reliability of the detected value is low. Therefore, when the deviation between the approximate value of the mixing speed obtained by this approximate expression and the actually detected mixing speed is greater than or equal to a predetermined value, the detection of the particle concentration may be terminated. The approximate expression calculation process constitutes the approximate expression calculation means, and the particle concentration detection end process based on the deviation constitutes the end means.
[0146]
In this case, the detection of the particle concentration is continuously performed only when the reliability of the detection value of the particle concentration is high. Therefore, the reliability of the detected value can be increased. Further, when the correlation coefficient between the approximate value of the mixing speed obtained from the approximate expression and the mixing speed calculated by the above calculation process is equal to or less than a predetermined value, the detection is similarly performed even if the detection of the particle concentration is terminated. The reliability of the value can be increased.
[0147]
In addition, the degree of increase in the particle concentration in the inspection target liquid changes according to the calculated actual mixing speed, thereby changing the attenuation of the transmitted light amount in the diluted inspection liquid. That is, as the mixing speed increases, the degree of increase in the particle concentration in the inspection target liquid increases, and the amount of attenuation of the transmitted light amount in the diluted inspection liquid also increases. Therefore, if the degree of increase increases excessively, the particle concentration of the diluted test solution immediately reaches the high concentration region, which may make it difficult to continuously detect the particle concentration RN. Therefore, this mixing speed may be taken into consideration when the dilution rate is variably set based on the particle concentration described above. That is, the dilution rate of the inspection target liquid may be variably set based on the actual mixing speed. More specifically, the dilution rate may be set higher as the mixing speed increases. In this case, since the attenuation amount can be adjusted according to the speed of the mixing speed, the detection of the particle concentration RN can be sufficiently continued.
[0148]
Incidentally, if the sampling amount Q and the sampling interval time T in the sampling mechanism 1 are variably set based on the particle concentration RN, the sampling amount Q and the sampling interval time T are similarly variably set based on the actual mixing speed. Good. That is, the sampling amount Q is reduced as the mixing speed increases as illustrated in FIG. 12, and the sampling interval time T is set longer as the mixing speed increases as illustrated in FIG. Thus, detection of the particle concentration RN can be preferably continued. Note that the variable setting of the dilution rate of the inspection target liquid may be performed only based on the mixing speed.
[0149]
As described above, as the mixing speed increases, the degree of increase in the particle concentration in the inspection target liquid increases, and the amount of attenuation of the transmitted light amount in the diluted inspection liquid also increases. Therefore, the optical path length L may be shortened as the calculated mixing speed increases. In this case, an optimum optical path length that predicts the degree of increase in particle concentration can be set. Further, the wavelength of light may be increased as the calculated mixing speed increases. In this case, it is possible to set an optimum light wavelength predicting the degree of increase in particle concentration.
[0150]
In the above embodiment, since the attenuation amount of the transmitted light amount in the subsequent diluted test liquid is adjusted based on the actually detected particle concentration RN, the attenuation amount when the particle concentration is first detected is also adjusted. It cannot be set suitably.
[0151]
Here, the engine lubricating oil has a tendency that the particle concentration gradually increases as the engine operation time becomes longer. Therefore, the particle concentration of the engine lubricating oil can be estimated based on the engine operation time, that is, its use history. Therefore, an estimation process for estimating the particle concentration of the lubricating oil based on the above parameters is executed by the control device 8, and the attenuation adjustment as described above is performed based on the estimated particle concentration prior to the detection of the particle concentration RN. That is, the dilution rate, the optical path length, or the light wavelength may be variably set. In this case, the amount of attenuation when the particle concentration is first detected can be suitably set. Note that the above-described estimation process executed by the control device 8 constitutes the estimation means.
[0152]
A temperature sensor may be provided in the vicinity of the light receiving element 3g, and the particle concentration RN may be corrected based on the ambient temperature of the light receiving element 3g detected by the temperature sensor. In this case, even if the output characteristics of the light receiving element 3g change depending on the ambient temperature, the detection result of the light receiving element 3g is corrected according to the change. Therefore, the influence of the temperature characteristics of the light receiving element 3g can be suitably suppressed when detecting the particle concentration.
[0153]
-Moreover, you may make it provide the temperature maintenance mechanism which maintains the temperature of a dilution test solution constant in the said particle | grain concentration detection apparatus. For example, the dilution container 2a may be provided in a constant temperature bath, or a heat insulating material, a heater, or the like may be provided in a portion where the diluted inspection liquid or inspection target liquid flows. In this case, since changes in the ambient temperature of the light emitting unit 3L and the light receiving unit 3R are suppressed, the light amount of the light emitting unit 3L and the output of the light receiving unit 3R are stabilized, so that the particle concentration RN can be detected with high accuracy. Become.
[0154]
In the above embodiment, the light emission amount of the light emitting element 3c is made constant, and the particle concentration RN is detected based on the change in the amount of transmitted light received by the light receiving element 3g. In addition, when the applied voltage to the light emitting element 3c is controlled so that the amount of transmitted light received by the light receiving element 3g is constant regardless of the particle concentration RN, the applied voltage changes according to the particle concentration RN. To do. Therefore, the particle concentration RN can also be detected based on this applied voltage. The applied voltage control can be executed by the control device 8, and this control process constitutes the voltage control means.
[0155]
Further, when at least one of the light emitting element 3c and the light receiving element 3g is moved toward the other so that the amount of transmitted light detected by the light receiving element 3g is constant regardless of the particle concentration RN, the amount of movement is the particle concentration. It depends on RN. Therefore, the particle concentration RN can also be detected based on the amount of movement.
[0156]
If bubbles exist in the diluted test solution, light scattering is caused by the bubbles and the amount of transmitted light is reduced, which may make it impossible to accurately detect the particle concentration. Therefore, a bubble removing mechanism that reduces bubbles in the diluted test solution may be provided in the particle concentration detection device. In this case, since the bubbles in the diluted test solution can be reduced, the detection accuracy of the particle concentration RN can be improved. As the bubble removal mechanism, a degassing mechanism or a centrifugal separation mechanism that reduces the bubbles in the diluted test solution by reducing the diluted test solution can be adopted. Air bubbles in the diluted test liquid can be reliably reduced by providing the pipe 21 in the middle.
[0157]
In addition, bubble detection means for detecting the amount of bubbles in the diluted test solution, such as a bubble sensor using ultrasonic waves, is provided in the particle concentration detection device, and the particle concentration RN is corrected based on the detection result. Also good. Also in this case, the detection accuracy of the particle concentration RN can be improved. The bubble detecting means as described above is preferably provided in the middle of the introduction pipe 21. Further, as an example of the correction mode, for example, a mode of increasing and correcting the amount of transmitted light detected by the light receiving element 3g as the amount of bubbles increases can be adopted.
[0158]
In the above embodiment, when the transmitted light amount is equal to or less than the predetermined value N, the diluted test solution in the dilution container 2a is replaced with new oil. Alternatively, fresh oil may be added to the diluted test solution in the dilution container 2a when the amount of transmitted light is equal to or less than the predetermined value N. This process constitutes the additional means. In this case, when the transmitted light amount is equal to or less than the predetermined value N, the diluted test solution is further diluted, and the transmitted light amount of the diluted test solution is increased. Therefore, even if the optical path length, the light wavelength, or the dilution rate is changed as described above, the amount of transmitted light of the diluted test solution cannot be increased. The addition of oil makes it possible to detect the particle concentration again.
[0159]
Since the diluted inspection liquid comes into contact with the light-emitting part light guide 3d and the light-receiving part light guide 3h, particles in the liquid are likely to adhere to these members and easily get dirty. If the light emitting section light guide 3d and the light receiving section light guide 3h become dirty, there is a possibility that the output of the light receiving element 3g decreases and the detection accuracy of the particle concentration decreases. Therefore, this problem can be solved by providing the particle concentration detection apparatus with the following cleaning mechanism.
[0160]
FIG. 14 shows an example of the configuration of the cleaning mechanism. As shown in FIG. 14, the cleaning mechanism includes a cleaning container 30, a cleaning pump 31, flow path switching valves 32 and 33, a cleaning liquid supply pipe 34, a cleaning liquid recovery pipe 35, and the control device 8.
[0161]
The cleaning container 30 stores therein a cleaning liquid (a solvent such as xylene). A flow path switching valve 32 is disposed in the introduction pipe 21 between the detection unit pump 7 and the detection mechanism 3. A flow path switching valve 33 is disposed in the introduction pipe 21 between the detection mechanism 3 and the dilution container 2a. The cleaning container 30 and the flow path switching valve 32 are connected by a cleaning liquid supply pipe 34, and a cleaning pump 31 is provided in the middle thereof. Further, the cleaning container 30 and the flow path switching valve 33 are connected by a cleaning liquid recovery pipe 35. The drive control of the cleaning pump 31 and the switching control of the flow path switching valves 32 and 33 are performed by the control device 8. When the light emitting unit 3L and the light receiving unit 3R are cleaned, first, the driving of the detection unit pump 7 is stopped. The flow path switching valve 32 is switched so that the flow path between the detection unit pump 7 and the detection mechanism 3 is closed and the flow path between the cleaning container 30 and the detection mechanism 3 is opened. Further, the flow path switching valve 33 is switched so that the flow path between the detection mechanism 3 and the dilution container 2a is closed and the flow path between the cleaning container 30 and the detection mechanism 3 is opened. When the cleaning pump 31 is driven, the cleaning liquid is circulated through the flow path 3b of the detection mechanism 3, and the light emitting unit light guide 3d and the light receiving unit light guide 3h are cleaned by the cleaning liquid. When cleaning is performed for a predetermined time, the cleaning pump 31 is stopped, and the flow path switching valves 32 and 33 are returned to the state before the start of cleaning. That is, the flow path between the detection unit pump 7 and the detection mechanism 3 and the flow path between the detection mechanism 3 and the dilution container 2 a are both opened, and the flow path between the cleaning container 30 and the detection mechanism 3. Is closed. By providing such a cleaning mechanism, the contamination of the light-emitting portion light guide 3d and the light-receiving portion light guide 3h can be reduced, and the particle concentration detection accuracy can be maintained.
[0162]
In addition, adhesion of dirt to the light emitting unit light guide 3d and the light receiving unit light guide 3h is often caused by an intermolecular attractive force. Here, the conductive coating layer (for example, a fluororesin layer mixed with a conductive substance) has an effect of reducing the intermolecular attractive force. Therefore, a conductive coating layer may be formed on a portion of the light emitting unit light guide 3d or the light receiving unit light guide 3h that is in contact with the diluted test solution. In this case, it is possible to reduce the adhesion of dirt to the light emitting unit light guide 3d and the light receiving unit light guide 3h, and thus it is possible to suitably maintain the particle concentration detection accuracy.
[0163]
Moreover, the dirt adhering by the intermolecular attractive force can be removed by a physical force. Therefore, a floating member may be provided inside the detection mechanism 3 to remove dirt adhering to the surface by colliding with the light emitting unit light guide 3d and the light receiving unit light guide 3h by the flow of the diluted test solution. Further, a wiper that is swung by the flow of the diluted test solution is provided inside the detection mechanism 3, and the wiper wipes off dirt adhering to the surface of the light-emitting unit light guide 3d and the light-receiving unit light guide 3h. May be.
[0164]
When the light emitting element 3c is deteriorated due to aging or the like and the light amount is reduced, it is difficult to accurately detect the particle concentration. Therefore, a part of the optical path of the light emitting element 3c is branched before the diluted test solution using a light branching mechanism (half mirror, beam splitter, etc.), and the light quantity of the branched optical path is less than a predetermined value. In some cases, the control device 8 may perform a deterioration determination process for determining that the light emitting element 3c is deteriorated. This deterioration determination process constitutes the deterioration determination means. In this case, the amount of light that does not pass through the diluted test solution, that is, the amount of light of the light emitting element 3c itself is measured. If the measured amount of light is equal to or less than the predetermined value, it is determined that the light emitting element 3c is deteriorated. Accordingly, it is possible to reliably detect the deterioration of the light emitting element 3c, and to maintain the particle concentration detection accuracy.
[0165]
When the alarm is issued from the alarm mechanism 10, that is, when it is determined that the operation of the internal combustion engine 50 is not possible, the engine output of the internal combustion engine 50 is gradually reduced to finally stop the engine operation. As a result, failure of the internal combustion engine 50 can also be reliably prevented.
[0166]
By preventing the internal combustion engine 50 from malfunctioning, the particle concentration RN detection process and the internal combustion engine 50 operation determination process are performed before the internal combustion engine 50 is started. Will be able to.
[0167]
In the above embodiment, new oil is used as a solvent. However, any solvent that can dilute the liquid to be inspected may be used.
In the above embodiment, the case where the present invention is applied to an apparatus for detecting the particle concentration of lubricating oil in an internal combustion engine has been described. However, the present invention can be similarly applied to an apparatus for detecting the particle concentration of other liquids. it can.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of a particle concentration detection apparatus according to an embodiment.
FIG. 2 is a sectional view showing a structure of a detection mechanism in the embodiment.
FIG. 3 is a graph showing an aspect when various optical path lengths are changed with respect to the relationship between the particle concentration of the lubricating oil and the light transmittance.
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the light transmittance of lubricating oil and the wavelength of light.
FIG. 5 is a graph showing an aspect when the wavelength of light is variously changed with respect to the relationship between the particle concentration of the lubricating oil and the light transmittance.
FIG. 6 is a flowchart showing a procedure of particle concentration detection processing according to the embodiment.
FIG. 7 is a view showing a map structure for setting the collection amount in the embodiment.
FIG. 8 is a view showing a map structure for setting a sampling interval time in the embodiment.
FIG. 9 is a flowchart showing a procedure of optical path length variable processing according to the embodiment.
FIG. 10 is an explanatory diagram showing the correspondence between the particle concentration and the optical path length in the embodiment.
FIG. 11 is a cross-sectional view showing the structure of a detection mechanism in a modification of the embodiment.
FIG. 12 is a diagram showing a map structure for setting the collection amount in the modification of the embodiment.
FIG. 13 is a diagram showing a map structure for setting a sampling interval time in the modification.
FIG. 14 is a schematic diagram showing a configuration of a cleaning mechanism in a modification of the embodiment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Sampling mechanism, 1a ... Solenoid valve for sampling, 2 ... Dilution mechanism, 2a ... Dilution container, 2b ... Stirrer, 3, 3 '... Detection mechanism, 3a, 3a' ... Body, 3b ... Flow path, 3c ... Light emission Element, 3d: Light emitting part light guide, 3e ... Lens, 3f ... Temperature sensor, 3g ... Light receiving element, 3h ... Light receiving part light guide, 3i ... Drive mechanism, 3L ... Light emitting part, 3R ... Light receiving part, 4 ... Solvent Input mechanism, 4a ... Solvent storage container, 4b ... Solvent supply pump, 4c ... Solvent supply solenoid valve, 5 ... Dilution test solution discharge mechanism, 5a ... Storage container, 5c ... Discharge solenoid valve, 6 ... Replenishment mechanism, 6a replenishment Container, 6b ... replenishment pump, 6c ... replenishment solenoid valve, 7 ... detection unit pump, 8 ... control device, 9 ... display unit, 10 ... alarm mechanism, 20 ... sampling piping, 21 ... introduction piping, 22 ... solvent supply Piping, 23 ... Discharge piping, 24 ... Replenishment piping, 30 ... Cleaning container, 31 ... Cleaning port Flop, 32, 33 ... channel switching valve, 34 ... cleaning liquid supply pipe, 35 ... washing liquid recovery pipe 40a to 40g ... detection unit, 50 ... engine, 51 ... lubricating passageway.

Claims (5)

発光部及び受光部を備え、同発光部と受光部との間に介在する液体の透過光量に基づいて同液体に混入した粒子の濃度を検出する装置であって、検査対象液を溶媒で希釈し、その希釈検査液の透過光量に基づいて前記検査対象液の粒子濃度を検出する粒子濃度検出装置において、
前記検出された粒子濃度に基づいてその後の希釈検査液における透過光量の減衰量を調整する調整手段を備え、同調整手段の調整結果と調整後の前記希釈検査液の透過光量とに基づいて前記粒子濃度の検出を行い、
複数の粒子濃度の検出結果に基づいて検査対象液への粒子の混入速度を算出する算出手段と、複数の粒子濃度の検出結果に基づいて検査対象液への粒子の混入速度についてその近似式を算出する近似式算出手段と、この近似式から求められる混入速度の近似値と前記算出手段で算出される混入速度との偏差が所定値以上の場合には粒子濃度の検出を終了させる終了手段とを備える
ことを特徴とする粒子濃度検出装置。A device that includes a light-emitting unit and a light-receiving unit, and that detects the concentration of particles mixed in the liquid based on the amount of light transmitted between the light-emitting unit and the light-receiving unit. In the particle concentration detection apparatus for detecting the particle concentration of the inspection target liquid based on the amount of transmitted light of the diluted inspection liquid,
Adjusting means for adjusting the attenuation amount of the transmitted light amount in the subsequent diluted test liquid based on the detected particle concentration, and based on the adjustment result of the adjusting means and the transmitted light quantity of the diluted test liquid after the adjustment Detect particle concentration,
A calculating means for calculating the mixing speed of particles into the inspection target liquid based on the detection results of the plurality of particle concentrations, and an approximation formula for the mixing speed of the particles into the inspection target liquid based on the detection results of the plurality of particle concentrations An approximate expression calculating means for calculating, and an ending means for ending the detection of the particle concentration when the deviation between the approximate value of the mixing speed calculated from the approximate expression and the mixing speed calculated by the calculating means is equal to or greater than a predetermined value; A particle concentration detection apparatus comprising: 発光部及び受光部を備え、同発光部と受光部との間に介在する液体の透過光量に基づいて同液体に混入した粒子の濃度を検出する装置であって、検査対象液を溶媒で希釈し、その希釈検査液の透過光量に基づいて前記検査対象液の粒子濃度を検出する粒子濃度検出装置において、
前記検出された粒子濃度に基づいてその後の希釈検査液における透過光量の減衰量を調整する調整手段を備え、同調整手段の調整結果と調整後の前記希釈検査液の透過光量とに基づいて前記粒子濃度の検出を行い、
複数の粒子濃度の検出結果に基づいて検査対象液への粒子の混入速度を算出する算出手段と、複数の粒子濃度の検出結果に基づいて検査対象液への粒子の混入速度についてその近似式を算出する近似式算出手段と、この近似式から求められる混入速度の近似値と前記算出手段で算出される混入速度との相関係数が所定値以下の場合には粒子濃度の検出を終了させる終了手段とを備える
ことを特徴とする粒子濃度検出装置。A device that includes a light-emitting unit and a light-receiving unit, and that detects the concentration of particles mixed in the liquid based on the amount of light transmitted between the light-emitting unit and the light-receiving unit. In the particle concentration detection apparatus for detecting the particle concentration of the inspection target liquid based on the amount of transmitted light of the diluted inspection liquid,
Adjusting means for adjusting the attenuation amount of the transmitted light amount in the subsequent diluted test liquid based on the detected particle concentration, and based on the adjustment result of the adjusting means and the transmitted light quantity of the diluted test liquid after the adjustment Detect particle concentration,
A calculating means for calculating the mixing speed of particles into the inspection target liquid based on the detection results of the plurality of particle concentrations, and an approximation formula for the mixing speed of the particles into the inspection target liquid based on the detection results of the plurality of particle concentrations Approximate expression calculating means for calculating, and when the correlation coefficient between the approximate value of the mixing speed calculated from the approximate expression and the mixing speed calculated by the calculating means is equal to or less than a predetermined value, the end of detecting the particle concentration is ended. A particle concentration detection apparatus. 発光部及び受光部を備え、同発光部と受光部との間に介在する液体の透過光量に基づいて同液体に混入した粒子の濃度を検出する装置であって、検査対象液を溶媒で希釈し、その希釈検査液の透過光量に基づいて前記検査対象液の粒子濃度を検出する粒子濃度検出装置において、
前記検出された粒子濃度に基づいてその後の希釈検査液における透過光量の減衰量を調整する調整手段を備え、同調整手段の調整結果と調整後の前記希釈検査液の透過光量とに基づいて前記粒子濃度の検出を行い、
前記受光部で検出される透過光量が前記粒子濃度に依らず一定になるように前記発光部への印加電圧を制御する電圧制御手段を備え、前記印加電圧に基づいて前記粒子濃度を検出する
ことを特徴とする粒子濃度検出装置。 A device that includes a light-emitting unit and a light-receiving unit, and that detects the concentration of particles mixed in the liquid based on the amount of light transmitted between the light-emitting unit and the light-receiving unit. In the particle concentration detection apparatus for detecting the particle concentration of the inspection target liquid based on the amount of transmitted light of the diluted inspection liquid,
Adjusting means for adjusting the attenuation amount of the transmitted light amount in the subsequent diluted test liquid based on the detected particle concentration, and based on the adjustment result of the adjusting means and the transmitted light quantity of the diluted test liquid after the adjustment Detect particle concentration,
Voltage control means is provided for controlling the voltage applied to the light emitting unit so that the amount of transmitted light detected by the light receiving unit is constant regardless of the particle concentration, and the particle concentration is detected based on the applied voltage.
A particle concentration detection apparatus characterized by that . 発光部及び受光部を備え、同発光部と受光部との間に介在する液体の透過光量に基づいて同液体に混入した粒子の濃度を検出する装置であって、検査対象液を溶媒で希釈し、その希釈検査液の透過光量に基づいて前記検査対象液の粒子濃度を検出する粒子濃度検出装置において、
前記検出された粒子濃度に基づいてその後の希釈検査液における透過光量の減衰量を調整する調整手段を備え、同調整手段の調整結果と調整後の前記希釈検査液の透過光量とに基づいて前記粒子濃度の検出を行い、
前記受光部で検出される透過光量が前記粒子濃度に依らず一定になるように前記発光部及び受光部の少なくとも一方を他方に向けて移動させる駆動機構を備え、その移動量に基づいて前記粒子濃度を検出する
ことを特徴とする粒子濃度検出装置。 A device that includes a light-emitting unit and a light-receiving unit, and that detects the concentration of particles mixed in the liquid based on the amount of light transmitted between the light-emitting unit and the light-receiving unit. In the particle concentration detection apparatus for detecting the particle concentration of the inspection target liquid based on the amount of transmitted light of the diluted inspection liquid,
Adjusting means for adjusting the attenuation amount of the transmitted light amount in the subsequent diluted test liquid based on the detected particle concentration, and based on the adjustment result of the adjusting means and the transmitted light quantity of the diluted test liquid after the adjustment Detect particle concentration,
A drive mechanism for moving at least one of the light emitting unit and the light receiving unit toward the other so that the amount of transmitted light detected by the light receiving unit is constant regardless of the particle concentration; Detect concentration
A particle concentration detection apparatus characterized by that . 発光部及び受光部を備え、同発光部と受光部との間に介在する液体の透過光量に基づいて同液体に混入した粒子の濃度を検出する装置であって、検査対象液を溶媒で希釈し、その希釈検査液の透過光量に基づいて前記検査対象液の粒子濃度を検出する粒子濃度検出装置において、
前記検出された粒子濃度に基づいてその後の希釈検査液における透過光量の減衰量を調整する調整手段を備え、同調整手段の調整結果と調整後の前記希釈検査液の透過光量とに基づいて前記粒子濃度の検出を行い、
前記発光部及び受光部の少なくとも一方にあって前記希釈検査液に接触する部分に導電性のコーティング層が形成されてなる
ことを特徴とする粒子濃度検出装置。 A device that includes a light-emitting unit and a light-receiving unit, and that detects the concentration of particles mixed in the liquid based on the amount of light transmitted between the light-emitting unit and the light-receiving unit. In the particle concentration detection apparatus for detecting the particle concentration of the inspection target liquid based on the amount of transmitted light of the diluted inspection liquid,
Adjusting means for adjusting the attenuation amount of the transmitted light amount in the subsequent diluted test liquid based on the detected particle concentration, and based on the adjustment result of the adjusting means and the transmitted light quantity of the diluted test liquid after the adjustment Detect particle concentration,
A particle concentration detection apparatus, wherein a conductive coating layer is formed on a portion of at least one of the light emitting unit and the light receiving unit that contacts the diluted test solution .
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