專利名稱：粒子濃度檢測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及檢測(cè)混入到液體中的粒子的濃度的粒子濃度檢測(cè)裝置。

背景技術(shù)：
已知有基于液體的光透過特性、具體而言即透過該液體的光量來檢測(cè)例如混入到發(fā)動(dòng)機(jī)的潤滑油中的煤的濃度之類的液體中的粒子濃度的裝置。該裝置包括具備發(fā)光部及受光部等的檢測(cè)機(jī)構(gòu)。光從上述發(fā)光部向液體照射，同時(shí)由受光部檢測(cè)透過該液體的光量。從發(fā)光部照射的光的一部分被混入到液體中的粒子吸收及散射，因此，由受光部檢測(cè)出的透射光量與液中含有的粒子的量相對(duì)應(yīng)。因此，可基于該透射光量來檢測(cè)粒子濃度。
上述那樣的檢測(cè)機(jī)構(gòu)中，當(dāng)檢測(cè)對(duì)象的液體接觸的檢測(cè)面上附著污漬時(shí)，檢測(cè)出的光量減少，粒子濃度的檢測(cè)精度降低。
因此，例如專利文獻(xiàn)1所記載的裝置中，在內(nèi)燃機(jī)的油盤內(nèi)設(shè)置上述檢測(cè)機(jī)構(gòu)，同時(shí)在該檢測(cè)機(jī)構(gòu)中設(shè)置在油的液面浮動(dòng)的浮子，利用該浮子的上下動(dòng)作來清洗檢測(cè)機(jī)構(gòu)的檢測(cè)面。
在上述專利文獻(xiàn)1所記載的裝置中，利用在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)前和發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后油的液面的高度發(fā)生變化這一現(xiàn)象，使浮子上下動(dòng)作。因此，在油盤內(nèi)的油量減少的情況下，浮子的上下動(dòng)作范圍變窄，清洗的檢測(cè)面的范圍也變窄。這種油量減少時(shí)的不良情況，可通過例如考慮油量減少時(shí)的液面的高度而決定浮子的安裝位置來消除。但是，進(jìn)行這樣的對(duì)策時(shí)，會(huì)發(fā)生新的不良情況。即，油量充分時(shí)，即使在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，浮子仍浸在油中，總是處于在上方浮游的狀態(tài)，因此，該浮子的上下動(dòng)作變得困難。
這樣，現(xiàn)有的裝置中，有時(shí)不能適宜地減輕檢測(cè)面的污漬。
專利文獻(xiàn)1(日本)特開平8-86751號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種能夠更適宜地減輕檢測(cè)面的污漬的粒子濃度檢測(cè)裝置。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一種形式中，提供一種具備檢測(cè)機(jī)構(gòu)的粒子濃度檢測(cè)裝置，所述檢測(cè)機(jī)構(gòu)具有發(fā)光部和受光部。所述發(fā)光部從發(fā)光面朝向液體照射光。對(duì)于所述受光部，來自所述發(fā)光部的光通過液體而由受光面接受，從而檢測(cè)出透過液體的光量。粒子濃度檢測(cè)裝置基于由所述檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)出的所述光量來檢測(cè)所述液體中的粒子濃度。所述檢測(cè)機(jī)構(gòu)包括第一透光部、第二透光部、液室以及第三透光部。所述第一透光部設(shè)于與所述發(fā)光部的所述發(fā)光面相對(duì)的部位。所述第二透光部設(shè)于與所述受光部的所述受光面相對(duì)的部位。所述液室形成于所述第一透光部及所述第二透光部之間，容許所述液體流入。所述第三透光部以與所述第一透光部及所述第二透光部相對(duì)的方式可擺動(dòng)地設(shè)置在所述液室內(nèi)。



圖1是表示本發(fā)明第一實(shí)施方式的粒子濃度檢測(cè)裝置的構(gòu)成的概略圖； 圖2是圖1的檢測(cè)機(jī)構(gòu)的剖面圖； 圖3是對(duì)于粒子成分比不同的兩種劣化油分別表示透光率和光的波長的關(guān)系的圖； 圖4(a)是表示圖2中的檢測(cè)機(jī)構(gòu)中設(shè)置的第一導(dǎo)光體及第三導(dǎo)光體的兩檢測(cè)面的凈化狀態(tài)的剖面圖，圖4(b)是表示圖2中的檢測(cè)機(jī)構(gòu)中設(shè)置的第二導(dǎo)光體及第三導(dǎo)光體的兩檢測(cè)面的凈化狀態(tài)的剖面圖； 圖5是本發(fā)明第二實(shí)施方式的檢測(cè)機(jī)構(gòu)的剖面圖； 圖6是表示圖2的第三導(dǎo)光體傾斜時(shí)的光路的偏移的示意圖； 圖7是表示圖5的第三導(dǎo)光體傾斜時(shí)的光路的偏移的示意圖； 圖8是表示第一實(shí)施方式的變形例的粒子濃度檢測(cè)裝置的構(gòu)成的概略圖。

具體實(shí)施例方式 下面，參照?qǐng)D1～圖4對(duì)將本發(fā)明的粒子濃度檢測(cè)裝置具體化后的第一實(shí)施方式進(jìn)行說明。
圖1的粒子濃度檢測(cè)裝置基于透過作為檢測(cè)對(duì)象液的內(nèi)燃機(jī)的潤滑油的光量來檢測(cè)混入到該潤滑油中的粒子(煤等)的濃度。
如圖1所示，粒子濃度檢測(cè)裝置包括檢測(cè)機(jī)構(gòu)10和運(yùn)算部60等。
上述檢測(cè)機(jī)構(gòu)10安裝于內(nèi)燃機(jī)的油盤100的底面的內(nèi)側(cè)。本實(shí)施方式中，該油盤100構(gòu)成積存液體的積存部。在油盤100的底面的外側(cè)設(shè)有用于固定上述檢測(cè)機(jī)構(gòu)10的殼體14。從檢測(cè)機(jī)構(gòu)10輸出的檢測(cè)信號(hào)由上述運(yùn)算部60進(jìn)行運(yùn)算處理。
如圖2所示，構(gòu)成檢測(cè)機(jī)構(gòu)10的主體的支架11具有大致棱柱形狀的外形。
在該支架11的第一端部的內(nèi)部設(shè)置發(fā)出光的發(fā)光部20。發(fā)光部20經(jīng)由發(fā)光部用支架21固定于支架11上。在上述發(fā)光部20的發(fā)光面的相反側(cè)設(shè)有發(fā)光部用帽22，其固定發(fā)光部20的輸入端子并且防止該發(fā)光部20浸到潤滑油中。設(shè)于該發(fā)光部用帽22上并與發(fā)光部20的輸入端子連接的信號(hào)線24經(jīng)由上述殼體14而與上述運(yùn)算部60連接。
在支架11的第二端部的內(nèi)部，接受來自發(fā)光部20的光的受光部30與該發(fā)光部20相對(duì)設(shè)置。該受光部30也經(jīng)由受光部用支架31固定于支架11上。另外，在受光部30的受光面的相反側(cè)設(shè)有受光部用帽32，其固定該受光部30的輸出端子并且防止該受光部30浸到潤滑油中。設(shè)于該受光部用帽32上并與受光部30的輸出端子連接的信號(hào)線34也經(jīng)由上述殼體14而與上述運(yùn)算部60連接。
在上述發(fā)光部20上，設(shè)有發(fā)出波長為670nm的可視光的可視光元件和發(fā)出波長為890nm的紅外光的紅外光元件。此外，在本實(shí)施方式中，使用LED(發(fā)光二極管)作為這些元件。
在上述受光部30上設(shè)有輸出信號(hào)的受光元件，該信號(hào)與從上述可視光元件發(fā)出的光的光量或從上述紅外光元件發(fā)出的光的光量相對(duì)應(yīng)。此外，在本實(shí)施方式中，作為該受光元件，使用輸出電壓根據(jù)受光量的增大而增高的光敏二極管。
在與上述發(fā)光部20的發(fā)光面相對(duì)的部位上設(shè)有固定于支架11上的第一導(dǎo)光體23，在與上述受光部30的受光面相對(duì)的部位上設(shè)有固定于支架11上的第二導(dǎo)光體33。這些第一導(dǎo)光體23及第二導(dǎo)光體33由光的衰減率小的材質(zhì)、例如石英玻璃等透光部件形成。第一導(dǎo)光體23構(gòu)成第一透光部，第二導(dǎo)光體33構(gòu)成第二透光部。
在支架11內(nèi)，在第一導(dǎo)光體23和第二導(dǎo)光體33之間區(qū)劃出的四邊形狀的空間中，形成液室40，該液室40和支架11的外部經(jīng)由形成于支架11上的孔12、13而連通?？?2、13容許潤滑油從支架11的外部流入液室40內(nèi)，或從液室40內(nèi)流出到支架11的外部。液室40內(nèi)由油盤100內(nèi)的潤滑油充滿。
在液室40內(nèi)設(shè)有與上述第一導(dǎo)光體23及上述第二導(dǎo)光體33相對(duì)的第三導(dǎo)光體50。該第三導(dǎo)光體50具有棱柱形狀，由與上述第一導(dǎo)光體23相同的材質(zhì)形成。另外，第三導(dǎo)光體50具有比液室40稍小的外形形狀，以使第三導(dǎo)光體50能夠在液室40內(nèi)擺動(dòng)。第三導(dǎo)光體50構(gòu)成第三透光部。
在液室40內(nèi)，第一導(dǎo)光體23和第三導(dǎo)光體50之間的間隙及第二導(dǎo)光體33和第三導(dǎo)光體50之間的間隙形成潤滑油流入的流路41，透過在該流路41流動(dòng)的潤滑油的光量由受光部30檢測(cè)。第一導(dǎo)光體23和第三導(dǎo)光體50的兩相對(duì)面及第二導(dǎo)光體33和第三導(dǎo)光體50的兩相對(duì)面分別形成作為檢測(cè)相對(duì)的潤滑油接觸的檢測(cè)面。即，在第一導(dǎo)光體23上與第三導(dǎo)光體50相對(duì)的面為第一檢測(cè)面23a，在第三導(dǎo)光體50上與第一導(dǎo)光體23相對(duì)的面為第二檢測(cè)面50a，在第三導(dǎo)光體50上與第二導(dǎo)光體33相對(duì)的面為第三檢測(cè)面50b，在第二導(dǎo)光體33上與第三導(dǎo)光體50相對(duì)的面為第四檢測(cè)面33a。
上述運(yùn)算部60以微型計(jì)算機(jī)為中心而構(gòu)成，該微型計(jì)算機(jī)具備中央處理控制裝置(CPU)、預(yù)先存儲(chǔ)有各種程序及映像等的只讀存儲(chǔ)器(ROM)、暫時(shí)存儲(chǔ)CPU的運(yùn)算結(jié)果等的隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、輸入接口以及輸出接口。該運(yùn)算部60輸入來自檢測(cè)機(jī)構(gòu)10的受光部30的輸出信號(hào)，并對(duì)該信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算處理，由此計(jì)算潤滑油的粒子濃度。
其次，參照?qǐng)D3對(duì)通過運(yùn)算部60進(jìn)行的潤滑油的粒子濃度C的計(jì)算進(jìn)行說明。
通常，在內(nèi)燃機(jī)的潤滑油劣化的情況下，在潤滑油中混入粒子。粒子的成分包含羰基、硝基、苯核、硫酸鹽、煤、磨損粉等。粒子的成分比根據(jù)潤滑油的種類、內(nèi)燃機(jī)的種類、發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)、或潤滑油的劣化進(jìn)行狀態(tài)等而變化。羰基及硝基為茶褐色，苯核、硫酸鹽、煤、磨損粉為黑色。因此，當(dāng)粒子的成分比不同時(shí)，潤滑油的顏色也不同。
入射到潤滑油的光不接觸淤渣前體等粒子，而直接透過液體，或與該粒子接觸而多重散射并透過液體?？梢暪饩哂性诙嘀厣⑸鋾r(shí)被粒子吸收的性質(zhì)，另一方面，紅外線具有在這種多重散射時(shí)不被吸收的性質(zhì)。此外，可視光的吸收率根據(jù)粒子的顏色而不同。
圖3中，對(duì)于粒子濃度大致相同而粒子的成分比不同的兩種劣化油分別表示光透射率和光的波長的關(guān)系。此外，透射率是由發(fā)光部的發(fā)光量和受光部的受光量之比(受光部的受光量/發(fā)光部的發(fā)光量×100(％))來定義的值，粒子濃度越高，其值越小。如圖3所示，在可視光域，有關(guān)劣化油A的透射率比有關(guān)劣化油B的透射率小，在紅外光域，有關(guān)劣化油A的透射率比有關(guān)劣化油B的透射率大。因此，可知透射率的大小關(guān)系根據(jù)檢查光的波長而變化。劣化油A與劣化油B相比，可視光域的透射率小，因此，可認(rèn)為含有大量成為吸光成分的粒子，例如黑色的粒子。
如上所述，潤滑油中的粒子的成分比對(duì)潤滑油內(nèi)的光的散射量及吸收量帶來影響。因此，即使?jié)櫥椭邪牧Ｗ拥牧肯嗤?，即粒子濃度相同，如果該粒子的成分比不同，則透射光量也不同。因此，基于透射光量的粒子濃度的檢測(cè)與基于離心分離法等的粒子濃度的測(cè)定方法相比，雖然能夠以更簡易的方式檢測(cè)粒子濃度，但容易受到粒子的成分比的影響，因此，在檢測(cè)精度方面較差。在本實(shí)施方式中，使用從上述發(fā)光部20發(fā)出的不同波長的光來檢測(cè)各波長下的潤滑油的透射光量，利用基于這些透射光量計(jì)算出的在各波長下的光的透射率來檢測(cè)粒子濃度。由此，抑制油中的粒子的成分比引起的粒子濃度的檢測(cè)誤差。
首先，使發(fā)光部20的可視光元件發(fā)光時(shí)的透射率即可視光透射率T1、及使發(fā)光部20的紅外光元件發(fā)光時(shí)的透射率即紅外光透射率T2分別基于下式(1)及(2)計(jì)算。
可視光透射率T1＝可視光透射量I1/可視光發(fā)光量IO1×100(％) …(1) 紅外光透射率T2＝紅外光透射量I2/紅外光發(fā)光量IO2×100(％) …(2) 上述可視光透射量I1是透過潤滑油的可視光的光量，由受光部30檢測(cè)。可視光發(fā)光量IO1是來自發(fā)光部20的可視光元件的發(fā)光量，是預(yù)先設(shè)定的值。同樣，紅外光透射量I2是透過潤滑油的紅外光的光量，由受光部30檢測(cè)。紅外光發(fā)光量IO2是來自發(fā)光部20的紅外光元件的發(fā)光量，是預(yù)先設(shè)定的值。
接著，使用朗伯-比爾定律，由光的吸收項(xiàng)和散射項(xiàng)表示有關(guān)液體的光的透射率時(shí)，成為下式(3)。
Ln(1/T)＝{ε(λ)×C×L}+{G(λ)×C×L} …(3) Ln自然對(duì)數(shù) T有關(guān)液體的光的透射率 ε(λ)光的波長λ下的粒子的吸光系數(shù) G(λ)光的波長λ下的粒子的減光系數(shù) C粒子濃度 L光路長度 此外，式(3)中，{ε(λ)×C×L}的項(xiàng)是吸收項(xiàng)，{G(λ)×C×L}的項(xiàng)是散射項(xiàng)。
從可視光元件向潤滑油照射的可視光被分類為散射成分、吸收成分及透過成分。因此，上述可視光透射率T1可基于上述式(3)表示成下式(4)。
Ln(1/T1)＝{ε(670)×C×L}+{G(670)×C×L} …(4) T1向潤滑油照射波長670nm的光時(shí)的透射率 (＝可視光透射量I1/可視光發(fā)光量IO1×100) ε(670)光的波長670nm下的粒子的吸光系數(shù) G(670)光的波長670nm下的粒子的減光系數(shù) 另一方面，從紅外光元件向潤滑油照射的紅外光被分類為散射成分及透過成分。因此，上述紅外光透射率T2可基于上述式(3)表示成下式(5)。
Ln(1/T2)＝G(890)×C×L …(5) T2向潤滑油照射波長890nm的光時(shí)的透射率 (＝紅外光透射量I2/紅外光發(fā)光量IO2×100) G(890)光的波長890nm下的粒子的減光系數(shù) 接著，求上述式(4)和式(5)之差，對(duì)粒子濃度C整理后成為下式(6)。
公式1 在此，設(shè)時(shí)， 如該式(6)所示，粒子濃度C基于可視光透射率T1和紅外光透射率T2之比的對(duì)數(shù)而計(jì)算，由此，潤滑油中含有的粒子的成分比所引起的粒子濃度C的檢測(cè)誤差被抑制。
在檢測(cè)機(jī)構(gòu)10中，潤滑油與第一導(dǎo)光體23、第二導(dǎo)光體33及第三導(dǎo)光體50接觸。當(dāng)?shù)谝粚?dǎo)光體23的上述第一檢測(cè)面23a、第二導(dǎo)光體33的上述第四檢測(cè)面33a、或第三導(dǎo)光體50的上述第二檢測(cè)面50a及第三檢測(cè)面50b上附著污漬(潤滑油中的粒子成分等)時(shí)，上述可視光透射量I1及紅外光透射量I2減少，粒子濃度C的檢測(cè)精度降低。在本實(shí)施方式的檢測(cè)機(jī)構(gòu)10中，上述第三導(dǎo)光體50以上述方式設(shè)置，由此，減少污漬對(duì)于各檢測(cè)面的附著。
詳細(xì)而言，將上述檢測(cè)機(jī)構(gòu)10浸到潤滑油中，并且，上述第三導(dǎo)光體50在潤滑油可流入流出的液室40內(nèi)可擺動(dòng)地設(shè)置。因此，通過潤滑油出入于液室40，或內(nèi)燃機(jī)的振動(dòng)經(jīng)由油盤100而傳遞到上述檢測(cè)機(jī)構(gòu)10，從而第三導(dǎo)光體50擺動(dòng)。
如圖4(a)所示，在第三導(dǎo)光體50和第一導(dǎo)光體23接觸的狀態(tài)下該第三導(dǎo)光體50擺動(dòng)時(shí)，第一導(dǎo)光體23的第一檢測(cè)面23a和第三導(dǎo)光體50的第二檢測(cè)面50a滑動(dòng)。由此，附著于第一檢測(cè)面23a及第二檢測(cè)面50a上的污漬被刮落。
同樣，如圖4(b)所示，在第三導(dǎo)光體50和第二導(dǎo)光體33接觸的狀態(tài)下第三導(dǎo)光體50擺動(dòng)時(shí)，第三導(dǎo)光體50的第三檢測(cè)面50b和第二導(dǎo)光體33的第四檢測(cè)面33a滑動(dòng)。由此，附著于第三檢測(cè)面50b及第四檢測(cè)面33a上的污漬被刮落。
利用第三導(dǎo)光體50的擺動(dòng)帶來的對(duì)各檢測(cè)面的凈化作用，減少了潤滑油接觸的第一～第四檢測(cè)面23a、50a、50b、33a的污漬，抑制了這種污漬導(dǎo)致的粒子濃度C的檢測(cè)精度的降低。
另外，在背景技術(shù)中所說明的現(xiàn)有裝置中，需要考慮液面和浮子的位置關(guān)系來安裝檢測(cè)機(jī)構(gòu)，但對(duì)于本實(shí)施方式的上述檢測(cè)機(jī)構(gòu)10，如果是在潤滑油中，則可以安裝在任何部位，其安裝位置的自由度高。因此，如上所述，可在積存有潤滑油的上述油盤100的底面上設(shè)置檢測(cè)機(jī)構(gòu)10。通過在油盤100的底面上設(shè)置檢測(cè)機(jī)構(gòu)10，即使油盤10內(nèi)的潤滑油量在某種程度上減少，第三導(dǎo)光體50也能夠在液室40內(nèi)維持可擺動(dòng)的狀態(tài)。因此，與現(xiàn)有裝置相比，能夠減輕潤滑油接觸的各檢測(cè)面(第一～第四檢測(cè)面23a、50a、50b、33a)的污漬。
另外，由于在油盤100的底面固定有檢測(cè)機(jī)構(gòu)10，故而即使在油盤100相對(duì)于油面傾斜的情況下，也能夠?qū)⒃摍z測(cè)機(jī)構(gòu)10盡可能地浸在潤滑油中。因此，即使在油盤100傾斜時(shí)，也能夠得到第三導(dǎo)光體50帶來的上述凈化作用。
如以上所述，根據(jù)本實(shí)施方式，可得到如下優(yōu)點(diǎn)。
(1)當(dāng)?shù)谌龑?dǎo)光體50因出入于液室40內(nèi)的潤滑油或發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)而擺動(dòng)時(shí)，第一導(dǎo)光體23的第一檢測(cè)面23a和第三導(dǎo)光體50的第二檢測(cè)面50a滑動(dòng)，這些檢測(cè)面23a、50a上的污漬被刮落。同樣，第二導(dǎo)光體33的第四檢測(cè)面33a和第三導(dǎo)光體50的第三檢測(cè)面50b滑動(dòng)，這些檢測(cè)面33a、50b上的污漬被刮落。通過這樣的第三導(dǎo)光體50的擺動(dòng)所帶來的各檢測(cè)面的凈化作用，能夠減輕潤滑油接觸的第一～第四檢測(cè)面23a、50a、50b、33a的污漬，能夠抑制這樣的污漬帶來的粒子濃度C的檢測(cè)精度的降低。
本實(shí)施方式的檢測(cè)機(jī)構(gòu)10只要是在潤滑油中，就可以安裝在任何部位，其安裝位置的自由度高。因此，能夠在積存有潤滑油的油盤100的底面附近設(shè)置檢測(cè)裝置。在油盤100的底面設(shè)置檢測(cè)機(jī)構(gòu)10的情況下，即使油盤100內(nèi)的潤滑油量在某種程度上減少，第三導(dǎo)光體50也能夠維持在可擺動(dòng)的狀態(tài)。因此，能夠更適宜地減少第一～第四檢測(cè)面23a、50a、50b、33a上的污漬。
(2)將上述檢測(cè)機(jī)構(gòu)10固定在積存有潤滑油的油盤100的底面。由此，即使在油盤100傾斜的情況下，也能夠?qū)⑸鲜鰴z測(cè)機(jī)構(gòu)10盡可能地浸在潤滑油中。因此，即使在油盤100傾斜時(shí)，也能夠得到上述第三導(dǎo)光體50帶來的上述凈化作用。
(3)將上述檢測(cè)機(jī)構(gòu)10安裝在內(nèi)燃機(jī)的油盤100上。因此，能夠檢測(cè)內(nèi)燃機(jī)的潤滑油中的粒子濃度。另外，也可以使第三導(dǎo)光體50通過發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)而擺動(dòng)。
接著，參照?qǐng)D5～圖7對(duì)將本發(fā)明的粒子濃度檢測(cè)裝置具體化了的第二實(shí)施方式進(jìn)行說明。
在第一實(shí)施方式中，以單體構(gòu)成第三導(dǎo)光體50。另一方面，如圖5所示，本實(shí)施方式的第三導(dǎo)光體80包括沿從發(fā)光部20發(fā)出的光的光路方向并列設(shè)置的多個(gè)導(dǎo)光體81。導(dǎo)光體81也由與第一實(shí)施方式的第三導(dǎo)光體50相同的材質(zhì)形成，具有棱柱形狀的外形。另外，與上述第三導(dǎo)光體50相同，導(dǎo)光體81具有比液室40小的外形形狀，以能夠在液室40內(nèi)擺動(dòng)。
如上所述，通過由多個(gè)分割體構(gòu)成上述第三導(dǎo)光體80，得到下述優(yōu)點(diǎn)。
圖6中用雙點(diǎn)劃線表示相對(duì)于從發(fā)光部20向受光部30發(fā)出的光的光路方向沒有傾斜的第三導(dǎo)光體50，即第二檢測(cè)面50a及第三檢測(cè)面50b均相對(duì)于光的行進(jìn)方向正交的第三導(dǎo)光體50。該情況下，從發(fā)光部20發(fā)出的光在透過第三導(dǎo)光體50時(shí)未被折射而到達(dá)受光部30。
另一方面，圖6中用實(shí)線表示相對(duì)于從發(fā)光部20向受光部30發(fā)出的光的光路方向傾斜的第三導(dǎo)光體50。該情況下，從發(fā)光部20發(fā)出的光在潤滑油和第三導(dǎo)光體50的邊界面(第二檢測(cè)面50a)折射后，透過第三導(dǎo)光體50內(nèi)。然后，光在第三導(dǎo)光體50和潤滑油的邊界面(第三檢測(cè)面50b)再次折射，從第三導(dǎo)光體50射出潤滑油中，并且向受光部30行進(jìn)。
這樣，在第三導(dǎo)光體50傾斜的情況下，在該第三導(dǎo)光體50中，光路在光入射的點(diǎn)(圖6所示的in點(diǎn))和光射出的點(diǎn)(圖6所示的out點(diǎn))發(fā)生偏移。這樣的偏移使受光部30的受光量(透射光量)發(fā)生變化。這樣的光路的偏移量Z由下式(7)表示。
偏移量Z＝導(dǎo)光體內(nèi)的光路長度L·sinα …(7) 導(dǎo)光體內(nèi)的光路長度L為上述in點(diǎn)和out點(diǎn)的兩點(diǎn)間距離，例如在第三導(dǎo)光體50中是透過第三導(dǎo)光體50的內(nèi)部的光的透過距離。另外，“α”是表示以未在第二檢測(cè)面50a折射而透過第三導(dǎo)光體50內(nèi)的光的行進(jìn)方向?yàn)榛鶞?zhǔn)，而在該第二檢測(cè)面50a折射的光的折射角的值。另外，該折射角α與第三導(dǎo)光體50的傾斜角一致。
如上述式(7)所示，第三導(dǎo)光體50的傾斜角α越大，偏移量Z越大。另外，第三導(dǎo)光體50內(nèi)的光路長度L越長，偏移量Z越大。在此，光行進(jìn)方向的第三導(dǎo)光體50的厚度越大，則第三導(dǎo)光體50內(nèi)的光路長度L越長。因此，這樣的厚度越大，偏移量Z越大。
在本實(shí)施方式中，由多個(gè)導(dǎo)光體81構(gòu)成第三導(dǎo)光體80，由此，與由單體構(gòu)成的上述第三導(dǎo)光體50相比，可減小各導(dǎo)光體81的厚度。另外，各導(dǎo)光體81彼此獨(dú)立可傾斜。因此，在由單體構(gòu)成的上述第三導(dǎo)光體50和構(gòu)成第三導(dǎo)光體80的兩個(gè)導(dǎo)光體81中的一個(gè)例如以同一傾斜角傾斜的情況下，如下進(jìn)行光路的偏移量Z的比較。
即，如圖7及圖5所示，構(gòu)成第三導(dǎo)光體80的各導(dǎo)光體81的厚度比由單體構(gòu)成的第三導(dǎo)光體50的厚度小。因此，導(dǎo)光體81內(nèi)的上述光路長度L(in點(diǎn)和out點(diǎn)的兩點(diǎn)間距離)也短。因此，從上述式(7)也表明，構(gòu)成第三導(dǎo)光體80的各導(dǎo)光體81一方的光路偏移量Z小。
因此，根據(jù)本實(shí)施方式，能夠?qū)?gòu)成第三導(dǎo)光體80的導(dǎo)光體81傾斜時(shí)的光路的偏移量Z設(shè)為極小。由此，能夠極力地抑制第三導(dǎo)光體80的傾斜對(duì)受光部30的受光量帶來的影響。
本實(shí)施方式中，構(gòu)成第三導(dǎo)光體80的各導(dǎo)光體81也可在液室40內(nèi)擺動(dòng)。由此，能夠得到與上述第一實(shí)施方式相同的優(yōu)點(diǎn)。
此外，上述各實(shí)施方式也可以如下變更。
將檢測(cè)機(jī)構(gòu)10固定于油盤100的底面，但檢測(cè)機(jī)構(gòu)10也可以經(jīng)由撐條而被支承在油盤100中，以位于油盤100的潤滑油中。例如圖8所示，也可以設(shè)置具有固定于油盤100的側(cè)面的第一端和位于該油盤100的底面附近并浸入潤滑油的第二端的撐條200，且在該撐條200的第二端固定檢測(cè)機(jī)構(gòu)10。該變形例中，在油盤100傾斜的情況下，也可以使上述檢測(cè)機(jī)構(gòu)10盡可能地浸入潤滑油中。因此，在這樣的傾斜時(shí)，也可以得到上述第三導(dǎo)光體50帶來的上述凈化作用。該變形例中，由撐條200增大的發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)被傳遞給檢測(cè)機(jī)構(gòu)10。因此，第三導(dǎo)光體能夠更容易地?cái)[動(dòng)，從而上述凈化作用提高。
第一實(shí)施方式中使用了兩個(gè)不同的波長的光，但也可以使用三個(gè)以上不同的波長的光。該情況下，也可以以例如如下的方式檢測(cè)粒子濃度。首先，計(jì)測(cè)A、B及C這三個(gè)波長的光的各自的透射光量，根據(jù)該計(jì)測(cè)出的透射光量求每個(gè)波長的透射率。然后，以與第一實(shí)施方式相同的方式，根據(jù)與A及B的波長的光對(duì)應(yīng)的透射率之比來求粒子濃度C1，并且，根據(jù)與A及C的波長的光對(duì)應(yīng)的透射率之比來求粒子濃度C2。然后，以粒子濃度C1及粒子濃度C2的平均值作為最終的粒子濃度C。
上述第一實(shí)施方式中，從發(fā)光部20發(fā)出波長為670nm的可視光及波長為890nm的紅外光。但是，在以第一實(shí)施方式中說明的檢測(cè)方式檢測(cè)粒子濃度時(shí)，只要能夠抑制油中含有的粒子的成分比引起的檢測(cè)誤差，則也可以使用其他波長的光。
代替在一個(gè)發(fā)光部20內(nèi)設(shè)置可視光元件和紅外光元件的方式，也可以分別設(shè)置具備可視光元件的發(fā)光部和具備紅外光元件的發(fā)光部，且由上述受光部30接受來自各發(fā)光部的光。另外，也可以分別設(shè)置具備可視光元件的可視光發(fā)光部及接受來自該可視光發(fā)光部的光的可視光受光部，以及具備紅外光元件的紅外光發(fā)光部及接受來自該紅外光發(fā)光部的光的紅外光受光部。
代替從發(fā)光部20發(fā)出不同波長的光而基于上述式(6)檢測(cè)粒子濃度C的方式，也可以從發(fā)光部20發(fā)出一種光而基于該光的透射率檢測(cè)粒子濃度C。該情況下，雖然不能抑制油中含有的粒子的成分比引起的粒子濃度C的檢測(cè)誤差，但能夠以更簡易的方式檢測(cè)粒子濃度C。
第三導(dǎo)光體50及導(dǎo)光體81的形狀不限于棱柱形狀，可以適宜變更。
上述實(shí)施方式中，對(duì)內(nèi)燃機(jī)的潤滑油的粒子濃度進(jìn)行了檢測(cè)，但對(duì)于檢測(cè)其他液體的粒子濃度的檢測(cè)裝置，也可以同樣應(yīng)用本發(fā)明。
代替在內(nèi)燃機(jī)的油盤100中設(shè)置檢測(cè)機(jī)構(gòu)100的方式，也可以在檢測(cè)油中的粒子濃度的試驗(yàn)裝置中設(shè)置該檢測(cè)機(jī)構(gòu)10。該情況下，在積存于積存部的檢測(cè)對(duì)象液中浸入檢測(cè)機(jī)構(gòu)10，同時(shí)使該檢測(cè)對(duì)象液流動(dòng)從而可以使第三導(dǎo)光體擺動(dòng)，因此，可得到上述凈化作用。
權(quán)利要求
1.一種粒子濃度檢測(cè)裝置，具備檢測(cè)機(jī)構(gòu)，該檢測(cè)機(jī)構(gòu)具有從發(fā)光面朝向液體照射光的發(fā)光部和來自該發(fā)光部的光通過液體而由受光面接受以檢測(cè)出透過液體的光量的受光部，所述粒子濃度檢測(cè)裝置基于由該檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)出的所述光量來檢測(cè)所述液體中的粒子濃度，其中，
所述檢測(cè)機(jī)構(gòu)包括
設(shè)于與所述發(fā)光部的所述發(fā)光面相對(duì)的部位的第一透光部；
設(shè)于與所述受光部的所述受光面相對(duì)的部位的第二透光部；
形成于所述第一透光部及所述第二透光部之間而容許所述液體流入的液室；以及
以與所述第一透光部及所述第二透光部相對(duì)的方式可擺動(dòng)地設(shè)置在所述液室內(nèi)的第三透光部。
2.如權(quán)利要求1所述的檢測(cè)裝置，其中，
所述第一透光部具有第一檢測(cè)面，所述第二透光部具有第四檢測(cè)面，所述第三透光部具有與所述第一檢測(cè)面相對(duì)的第二檢測(cè)面和與所述第四檢測(cè)面相對(duì)的第三檢測(cè)面，
伴隨所述第三透光部的擺動(dòng)，所述第一檢測(cè)面在所述第二檢測(cè)面上滑動(dòng)，或所述第三檢測(cè)面在所述第四檢測(cè)面上滑動(dòng)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的檢測(cè)裝置，其中，
所述第三透光部包括沿從所述發(fā)光部發(fā)出的光的光路方向并列設(shè)置的多個(gè)透光部。
4.如權(quán)利要求1～3中任一項(xiàng)所述的檢測(cè)裝置，其中，
所述檢測(cè)機(jī)構(gòu)被固定于積存所述液體的積存部的底面。
5.如權(quán)利要求1～3中任一項(xiàng)所述的檢測(cè)裝置，其中，
所述檢測(cè)機(jī)構(gòu)經(jīng)由撐條而被支承在積存部中，以位于積存所述液體的積存部的液體中。
6.如權(quán)利要求1～5中任一項(xiàng)所述的檢測(cè)裝置，其中，
所述檢測(cè)機(jī)構(gòu)安裝于內(nèi)燃機(jī)的油盤中。
全文摘要
本發(fā)明提供一種粒子濃度檢測(cè)裝置，其具備具有發(fā)光部和受光部的檢測(cè)機(jī)構(gòu)。粒子濃度檢測(cè)裝置基于由檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)出的光量來檢測(cè)液體中的粒子濃度。檢測(cè)機(jī)構(gòu)包括第一導(dǎo)光體、第二導(dǎo)光體、液室以及第三導(dǎo)光體。第一導(dǎo)光體設(shè)于與發(fā)光部的發(fā)光面相對(duì)的部位。第二導(dǎo)光體設(shè)于與受光部的受光面相對(duì)的部位。液室形成于第一導(dǎo)光體及第二導(dǎo)光體之間，允許液體流入。第三導(dǎo)光體在所述液室內(nèi)可擺動(dòng)地設(shè)置成與第一導(dǎo)光體及第二導(dǎo)光體相對(duì)。
文檔編號(hào)G01N21/59GK101680838SQ20088001961
公開日2010年3月24日 申請(qǐng)日期2008年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月20日
發(fā)明者天野典保, 大崎理江, 松尾和樹, 加藤直也, 宇田等 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車株式會(huì)社, 株式會(huì)社日本自動(dòng)車部品綜合研究所