(57)【要約】開放型全損式潤滑システムからの使用済潤滑油の全塩基価を判定する方法および装置。使用済潤滑油に漬かった電極間にＡＣ電圧信号を印加し、印加信号に対する使用済潤滑油依存応答を測定する。その応答から使用済潤滑油の塩基価を判定する。開放型潤滑システムに投入した新鮮潤滑油の変化を考慮するために、上記方法および装置は、使用済潤滑油の全塩基価の判定に必要な新鮮潤滑油の特性を判定する手段を有するようにすることができる。使用済潤滑油において考え得る汚染を考慮するために、上記方法および装置は、汚染濃度を判定し、必要な汚染物質の特性を判定する手段を有するようにすることができる。
2009511912.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
開放型全損式潤滑システムからの使用済潤滑油の全塩基価を判定する方法であって、
ａ）前記使用済潤滑油に漬かった電極にＡＣ電圧信号を印加する工程であって、印加信号の周波数は、予め、電極形状、潤滑油温度、潤滑油温度範囲、監視される該潤滑油の組成、およびそれらの組み合わせからなる群から選択された少なくとも１つの関数として決定される、工程と、
ｂ）前記印加信号に対する使用済潤滑油依存応答を測定する工程と、
ｃ）前記測定した応答から前記使用済潤滑油の塩基価を判定する工程であって、該測定した応答は、総インピーダンス、総インピーダンス相当物、総インピーダンスを計算するために用いられるデータ、およびそれらの組み合わせからなる群から選択された少なくとも１つである、工程と、
を包含する、方法。
【請求項２】
前記印加ＡＣ電圧は、０．１〜１０００Ｈｚである、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記使用済潤滑油温度を測定し、前記潤滑油依存応答を前記使用済潤滑油温度の変動について補償する工程と、前記電位の印加およびその結果生じた電気応答を測定する前に、前記使用済潤滑油温度を所望の温度に制御する工程とをさらに包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
ｉ）新鮮潤滑油の総インピーダンスまたはインピーダンス相当物の入力を受け付ける工程、
ｉｉ）前記新鮮潤滑油のＴＢＮまたはＴＢＮ相当物の入力を受け付ける工程、
ｉｉｉ）前記新鮮潤滑油に漬かった電極間に第２のＡＣ電圧信号を印加し、該印加した第２の信号に対する新鮮潤滑油依存応答を測定する工程、およびそれらの組み合わせからなる群から選択された少なくとも１つの工程を前記使用済潤滑油の塩基価を判定する際に使用するためにさらに包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記使用済潤滑油温度の測定および前記使用済潤滑油依存応答の前記使用済潤滑油温度の変動についての補償、前記新鮮潤滑油温度の測定および前記新鮮潤滑油依存応答の前記新鮮潤滑油温度についての補償、ならびにそれらの組み合わせからなる群から選択された工程のうちの少なくとも１つをさらに包含する、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
ｉ）前記使用済潤滑油中の汚染物質の濃度パーセンテージの入力を受け付ける工程、
ｉｉ）潜在的な汚染物質の総インピーダンスまたは総インピーダンス相当物の入力を受け付ける工程、
ｉｉｉ）前記使用済潤滑油中の汚染物質の濃度パーセンテージの判定を可能にする特性の入力を受け付ける工程、
ｉｖ）前記使用済潤滑油中の汚染物質の濃度パーセンテージの判定を可能にする特性を測定する工程、
ｖ）潜在的な汚染物質に漬かった電極間に印加した第３のＡＣ電圧信号に対する第３の応答を測定する工程、
ｖｉ）前記測定した使用済潤滑油応答を前記汚染物質の濃度パーセンテージおよび総インピーダンスについて補正する工程、およびそれらの組み合わせからなる群から選択された少なくとも１つの工程を前記使用済潤滑油の塩基価を判定する際に使用するためにさらに包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
開放型全損式潤滑システムからの使用済潤滑油の全塩基価を監視する装置であって、
ａ）監視されている使用済潤滑油に漬かった少なくとも１組の分離電極と、
ｂ）ＡＣ電圧を前記電極に印加する少なくとも１つの信号発生器と、
ｃ）前記印加信号に対する使用済潤滑油依存電気応答を測定する少なくとも１つのモニターと、
ｄ）印加電気信号および対応する測定電気応答を分析して前記使用済潤滑油のＴＢＮを判定することが可能なコントローラと、
を備えた、装置。
【請求項８】
前記コントローラは、前記使用済潤滑油のＴＢＮを判定する際に使用可能な情報の受信、前記使用済潤滑油ＴＢＮ判定についての情報の出力、およびそれらの組み合わせからなる群から選択された少なくとも１つをさらに行うことができ、前記電気応答モニターは前記印加信号に応答して生成された電流を測定する電流センサーであり、前記コントローラは前記信号発生器を制御する、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記使用済潤滑油の温度を監視する温度センサーと、
前記判定した使用済潤滑油ＴＢＮを前記監視した温度を用いて補償する手段と、
監視している前記使用済潤滑油の温度を調節する温度制御手段と、
をさらに備える、請求項７に記載の装置。
【請求項１０】
ｉ）新鮮潤滑油に漬かった少なくとも１組の分離電極と、
ｉｉ）ＡＣ電圧を前記電極に印加する少なくとも１つの信号発生器と、
ｉｉｉ）前記印加信号に対する新鮮潤滑油電気応答を測定する少なくとも１つのモニターと、をさらに備える、請求項７に記載の装置。
【請求項１１】
前記コントローラが前記新鮮潤滑油に変化があるときを判定するための手段と、
前記コントローラが前記使用済潤滑油中に存在し得る汚染物質のパーセンテージまたはパーセンテージ相当物を判定するための手段と、
前記コントローラが潜在的な汚染物質の総インピーダンスまたは総インピーダンス相当物を判定するための手段と、をさらに備え、
前記汚染物質のパーセンテージまたはパーセンテージ相当物を判定する手段は、前記開放型潤滑システム内に入る新鮮潤滑油の流量または流量相当物についての情報の受信、該開放型潤滑システムから出る使用済潤滑油の流量または流量相当物についての情報の受信、前記開放型潤滑システム内に入る新鮮潤滑油の流量または流量相当物の測定、前記開放型潤滑システムから出る使用済潤滑油の流量または流量相当物の測定、およびそれらの組み合わせからなる群から選択された少なくとも１つを含む、請求項７に記載の装置。
【請求項１２】
前記汚染物質の総インピーダンスまたは総インピーダンス相当物を判定する手段は、
ｉ）前記汚染物質に漬かった少なくとも１組の分離電極と、
ｉｉ）ＡＣ電圧を前記電極に印加する少なくとも１つの信号発生器と、
ｉｉｉ）前記印加信号に対する汚染物質電気応答を測定する少なくとも１つのモニターと、
を含む、請求項１１に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
（発明の背景）
本発明は、全損式とも呼ばれる開放型潤滑システムからの使用済シリンダー潤滑油の残留塩基度を判定する方法および装置である。本発明には、クロスヘッド構造をした低速２ストロークディーゼル機関の開放型パワーシリンダー潤滑システムからの使用済潤滑油の塩基度を準リアルタイムで推定するという利点がある。クロスヘッド構造の低速２ストロークディーゼル機関は、そのパワー出力が効率的で高いため、舶用推進、据置型電源または他の用途に用いられる。潤滑油を、しばしばサンプとも呼ばれるリザーバーから機関部品に送り、再度リザーバーに戻すように循環し続ける単一の密閉型潤滑システムを備えた小型の４ストローク機関とは異なり、クロスヘッド２ストローク機関は、クランク室表面を円滑にし保護する密閉型再循環システムと、使用済潤滑油が機関から取り出され破棄される前にシリンダー潤滑油を一度だけ塗布してパワーシリンダー壁およびピストンを円滑にし保護する開放型システムの２つの潤滑システムを有する。
【０００２】
開放型シリンダー潤滑システムを用いる大きな理由は、低速クロスヘッド機関用燃料の硫黄含有量が典型的には１．５〜５．０％の範囲であるためである。これは、大半の中速および高速ディーゼル機関の燃料において典型的には、０．０５％未満である硫黄含有量に優る。特に、燃焼処理中には硫黄反応により酸が形成されるため、燃料の硫黄含有量が高くなればなるほど、機関シリンダー中の酸含有量が高くなる。燃焼中に形成された酸は、効果的に中和されない場合には、機関表面を攻撃して機関性能を低下させ、その寿命を短縮させることがある。内燃機関のシリンダー壁に用いられる潤滑油は、機能の１つとして、酸を中和する必要がある。この中和機能は、高アルカリ性を有する、すなわち、塩基性が高い潤滑油を調整することにより得られる。潤滑油のアルカリ性は、しばしば潤滑油の塩基価（ＢＮ）とも呼ばれる全塩基価（ＴＢＮ）で表されるが、これは、一定量の潤滑油が中和可能な酸の量を測定したものである。ＴＢＮは、１グラム当たりの水酸化カリウムをミリグラム（ｍｇ  ＫＯＨ／ｇ）で示し、一般に、ＡＳＴＭ  Ｄ２８９６またはＤ４７３９滴定法のいずれかで判定される。典型的な４ストロークディーゼル燃料の硫黄含有量は十分に低いため、ＴＢＮが十分に高い機関潤滑油を調整して密閉型潤滑システムにおける耐用年数を比較的長くすることができる。潤滑油の耐用年数が経過し、典型的に機関製造者により設定され、それ未満では潤滑油が所望の酸中和機能を発揮しなくなる許容限度に残留ＴＢＮが達すると、潤滑油を交換する必要がある。低速クロスヘッドディーゼル機関燃料の硫黄含有量が高いため、密閉型潤滑システムにおいて長い耐用年数を有する潤滑油は調整されていない；そのため、開放型潤滑システムを用いる必要がある。許容できるコストで所望の機関性能および寿命を実現するためには、開放型シリンダー潤滑システムにおける潤滑油の調整および流量を最適化する必要がある。潤滑膜を形成しピストンリングとシリンダー壁との摩擦を抑えるために、潤滑油の流量は、特定の機関作動条件に対しては十分高くなるように選択する必要があり、また、選択した流量および作動条件で、燃料が所与の硫黄含有量を有する場合、ピストンリングに物質を付着させ、最終的には、リングおよびシリンダー壁の磨耗を引き起こし得る過度の塩基度を有さないように、燃焼処理によって潤滑油に混入する酸を十分に中和する適切な塩基度を有するように潤滑油を調整する必要がある。適切な塩基度は、典型的には、シリンダーから取り出した使用済シリンダー潤滑油の残留ＴＢＮによって判定される。
【０００３】
伝統的には、潤滑油の流量および調整の最適化は、燃料供給者により示される実際の硫黄含有量、機関の作動条件／状態、および使用済シリンダー潤滑油の履歴的オフラインＴＢＮ分析を用いた表または公式に基づいて、燃料の硫黄含有量の予想範囲に対して適切なＴＢＮを有し、シリンダーへの潤滑油流量が可変である潤滑油を選択することにより行われる。ＴＢＮ分析は、典型的には、既知の燃料硫黄含有量および作動条件に関して、個々のシリンダーから取り出したサンプルに実施される実験室的方法である。この伝統的な最適化法の問題は、現在の流量決定が履歴的なＴＢＮデータに基づいて行われ、リアルタイムまたは準リアルタイムのデータに基づいて行われていないことである。よって、一般に、流量は、例えば、燃料の過渡的な硫黄含有量または不正確に伝えられた硫黄含有量に対する保護のために必要とされるよりも高めに設定される。流量が高すぎたとしても、結果的に流量が低すぎた場合よりもましであるが、流量が高すぎることにより潤滑油のコストがかさみ、潜在的に、ピストンリングに物質を付着させる可能性がある。
【０００４】
リスクおよびコストの両方を抑えるために、機関技師は使用済シリンダー潤滑油中の残留ＴＢＮをリアルタイムまたは準リアルタイムのいずれかで知ることにより、適切な潤滑油流量を設定することを望む。ＡＳＴＭ法等、酸性試薬を用いてＴＢＮを測定または推定する方法は、大半の機関用途では複雑すぎて正確におよび／または迅速に実施できない。赤外（ＩＲ）分光法を用いて使用済潤滑油の１つ以上の酸化ピークを測定する方法、例えば、Ｒｅｉｓｃｈｍａｎら、特許文献１に記載の方法では、現在、準リアルタイムの方法によりＴＢＮを推定している。ＩＲ  ＴＢＮセンサーの問題点は、使用済シリンダー潤滑油の性質が比較的不透明であるため、透過技術を用いる場合には、センサーのギャップを比較的に狭くしなければならなかったり、減衰全反射（ＡＴＲ）技術を用いなければならないことである。透過ＩＲセンサーの狭いギャップは、比較的高粘度の使用済潤滑油により長期間に渡って塞がれる場合があり、ＡＴＲ  ＩＲセンサーの内反射体（ＩＲＥ）表面は、比較的高粘度で表面活性を有する使用済潤滑油により長期間に渡って覆われる場合がある。そのままの状態で本質的にリアルタイムなＴＢＮ推定に用いた場合、正確な結果を長期間に渡って確実に得るためには、ＩＲセンサーは、典型的には、定期的なクリーニングを必要とする。使用済シリンダー潤滑油の残留ＴＢＮを判定する際の他の問題点は、密閉型潤滑システムにおいて機関のクランク室部品を円滑にするシステム潤滑油により使用済潤滑油が汚染される場合があることである。２ストローク機関のクロスヘッド構造は、パワーシリンダーとクランク室を分離して燃焼副産物およびシリンダー潤滑油のクランク室への侵入を防ぎ、逆に、クランク室の潤滑油が機関から取り出される前にシリンダーに侵入して使用済シリンダー潤滑油と混ざることを防ぐダイヤフラムおよびスタッフィングボックスを有する。しかしながら、これらダイヤフラムおよびスタッフィングボックスは、典型的には、１００％効率的であるわけではなく、一般に、パワーシリンダーから取り出した潤滑油が、使用済シリンダー潤滑油およびクランク室の潤滑油の混合物であって、それら２種類の潤滑油の割合が機関作動条件に応じて変化し得るように、機関の使用とともに効率が減少する。よって、測定したＴＢＮが、使用済シリンダー潤滑油のＴＢＮを正確に表さない場合がある。
【０００５】
従って、長期間に渡る使用時に使用済シリンダー潤滑油の残留ＴＢＮをリアルタイムまたは準リアルタイムで推定する確実で正確な方法および装置が依然として必要とされている。それゆえ、本発明の方法は、そのような要求を満たすものである。
【特許文献１】米国特許出願公開第２００３／０１６４４５１号明細書
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（発明の要旨）
本発明は、開放型潤滑システムからの使用済潤滑油の残留塩基度を判定する方法および装置に関する。より詳細には、本発明は、クロスヘッド構造をした低速２ストロークディーゼル機関の開放型全損式パワーシリンダー潤滑システムからの使用済潤滑油のＴＢＮを本質的にリアルタイムまたは準リアルタイムで判定するためにそのままの状態で用いることができる方法および装置に関する。
【０００７】
本発明は、使用済潤滑油全体にＡＣ電位を印加する工程と、それによって生じた電気応答を測定する工程と、測定した印加電位に対する応答から使用済潤滑油塩基価を判定する工程と、を含む。
【０００８】
上記方法は、使用済潤滑油温度を測定する工程をさらに含むようにすることができる。
【０００９】
上記方法は、潤滑油応答を潤滑油温度の変動について補償する工程をさらに含むようにすることができる。
【００１０】
上記方法は、電位の印加およびその結果生じた電気応答を測定する前に、使用済潤滑油の温度を所望の温度に変更する工程をさらに含むようにすることができる。
【００１１】
上記方法は、新鮮潤滑油の総インピーダンスの使用、新鮮潤滑油のＴＢＮの使用、新鮮潤滑油全体への第２のＡＣ電位の印加、および新鮮潤滑油について固定または補償温度で測定した第２の電気応答の使用のうちの少なくとも１つまたはそれらの組み合わせを用いて使用済潤滑油塩基価を判定する工程をさらに含むようにすることができる。
【００１２】
上記方法は、使用済潤滑油塩基価の判定において使用済潤滑油中の汚染物質の濃度を判定する工程をさらに含むようにすることができる。
【００１３】
上記方法は、開放型潤滑システムから出て行く使用済潤滑油の流量を測定し、それを開放型システムに入る新鮮潤滑油の流量と比較して、使用済潤滑油中の汚染物質の濃度を判定する工程をさらに含むようにすることができる。
【００１４】
上記方法は、固定または補償温度で潤滑油全体に印加された第３のＡＣ電位に対する汚染物質（クロスヘッド構造をした低速２ストロークディーゼル機関の場合には、システム潤滑油）の電気応答を用いて使用済シリンダー潤滑油の塩基価を判定する工程をさらに含むようにすることができる。
【００１５】
本発明の他の局面では、電気応答は、印加ＡＣ電位により生じる電流である。
【００１６】
本発明の他の局面では、使用済潤滑油の塩基価は、測定した印加電位に対する電気応答から計算した電気インピーダンス値を用いて判定することができる。
【００１７】
他の局面に従って、本発明は、分析されている使用済潤滑油に漬かった少なくとも１組の分離電極と、ＡＣ電位をそれらの電極に印加する少なくとも１つの信号発生器と、その印加信号に対する電気応答を測定する少なくとも１つのモニターと、測定した印加電位に対する電気応答を分析して使用済潤滑油の塩基価を判定するコントローラと、を有する監視装置をさらに含む。
【００１８】
本発明の他の局面では、上記モニターは印加信号に応答して生成された電流を測定する電流センサーである。
【００１９】
本発明の他の局面では、上記装置は、使用済潤滑油の温度を監視する温度センサーをさらに含むようにすることができる。
【００２０】
本発明の他の局面では、上記装置は、塩基価の判定を潤滑油温度の変動について補償する手段をさらに含むようにすることができる。
【００２１】
本発明の他の局面では、上記装置は、監視している潤滑油の温度を調節する温度制御手段をさらに含むようにすることができる。
【００２２】
本発明の他の局面では、上記装置は、使用済潤滑油の塩基価を判定するときに、使用前の新鮮潤滑油の特性が最後の判定以降に変化したかどうかを判定する手段をさらに含むようにすることができる。
【００２３】
本発明の他の局面では、上記装置は、使用済潤滑油の塩基価を判定する際に用いる、使用前の新鮮潤滑油に漬かった少なくとも１組の分離電極と、新鮮潤滑油中の電極にＡＣ電位を印加する少なくとも１つの信号発生器と、印加電位に対する新鮮潤滑油の電気応答を測定する少なくとも１つのモニターと、をさらに含むようにすることができる。
【００２４】
本発明の他の局面では、上記装置は、使用済潤滑油の塩基価を判定する際に使用済潤滑油中の汚染物質の量、すなわち、濃度を判定する手段をさらに含むようにすることができる。
【００２５】
本発明の他の局面では、上記装置は、使用済潤滑油塩基価を判定する際に用いる、開放型潤滑システムに入力される新鮮潤滑油と出力される使用済潤滑油とを比較して、存在し得るあらゆる汚染物質の量を判定する少なくとも１つの流量手段をさらに含むようにすることができる。
【００２６】
本発明の他の局面では、上記装置は、使用済潤滑油の塩基価を判定する際に用いる、存在し得る汚染物質の特性を判定する手段をさらに含むようにすることができる。
【００２７】
本発明の他の局面では、上記装置は、使用済潤滑油の塩基価を判定する際に用いる、潜在的な汚染物質に漬かった少なくとも１組の分離電極と、潜在的な汚染物質中の電極にＡＣ電位を印加する少なくとも１つの信号発生器と、印加電位に対する潜在的な汚染物質の電気応答を測定する少なくとも１つのモニターと、をさらに含むようにすることができる。
【００２８】
本発明の他の局面では、潜在的な汚染物質の温度を監視する少なくとも１つの温度センサーをさらに含むようにすることができる。
【００２９】
本発明の他の局面では、上記装置は、印加電気信号に応答する潜在的な汚染物質の温度を調節する温度制御手段をさらに含むようにすることができる。
【００３０】
本発明は、以下の図面によってさらに容易に理解することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
（発明の詳細な説明）
本発明は、全損式潤滑システムからの使用済潤滑油の塩基価を判定する方法および装置に関する。特に、本発明は、クロスヘッド構造をした低速２ストロークディーゼル機関の開放型パワーシリンダー潤滑システムからの使用済潤滑油の塩基価をリアルタイムまたは準リアルタイムで判定する方法および装置に関する。
【００３２】
図１は、クロスヘッド構造をした低速２ストロークディーゼル機関１の概略断面図である。機関１は、シリンダー３およびクランク室５を含む。シリンダー３の一端は、スタッフィングボックス９を備えた分離板７によりクランク室５から分離されており、他端は、バルブ１１および燃料噴射器１３を有する。シリンダー３は、外周がシリンダーの表面１９と近接しシリンダー７の容積２１および２３を効果的に分離するリング１７を備えたピストン１５を含む。クランク室５は、クランクシャフト２５、クロスヘッドガイド２９を備えたクロスヘッド２７、およびシステム潤滑油３１を含む。ピストン１５は、分離板７およびスタッフィングボックス９を通過する上側連接棒３３、クロスヘッド２７、および下側連接棒３５をを介してクランクシャフト２５に接続される。機関１はまた、シリンダー潤滑油リザーバー３７、シリンダー潤滑油デイリザーバー３９、噴射ポンプ４１、リザーバー３７からリザーバー３９に潤滑油を送る管路４３、リザーバー３９からポンプ４１に潤滑油を送る管路４５を含む。機関１はまた、使用済シリンダー潤滑油リザーバー４７、診断チャンバー４９、チャンバー４９からリザーバー４７に使用済潤滑油を送る管路５１、およびシリンダー７の容積２３から診断チャンバー４９に使用済潤滑油を送る管路５３を含む。
【００３３】
作動時には、当該分野で周知のように、機関１のクランクシャフト２５が、容積２１内での燃焼により放出されたエネルギーによって回転する。特に、クランクシャフト２５からのエネルギーを用いて、クランクシャフトが許容する最低位置から連接棒３３および３５を介してピストン１５を上昇させ、ピストン１５がシリンダー３内で上昇すると、バルブ１１が一時的に開いて容積２１内への迅速な空気の送出を可能にする。ピストンが上昇し続けると、容積２１内の空気が圧縮されることにより温度が上昇し、ピストン１５のストロークの最高点付近の所定の位置で、噴射器１３が容積２１内に燃料を噴射し、燃焼によりエネルギーが放出され、ピストン１５をシリンダー３の反対側の端部に押し進めて連接棒３３、３５を介してクランクシャフト２５を回転させる。燃焼による生じた排出ガスが排出口（図示せず）を介して排出され、このサイクルが繰り返される。機関１の作動中は、噴射ポンプ４１がピストン１５のストロークごとにリザーバー３９からシリンダー３の表面１９上に新鮮シリンダー潤滑油を制御した量で噴出する。シリンダー潤滑油は、潤滑膜の形成、および燃焼処理中に形成された酸の中和を含む各種のメカニズムにより表面１９およびリング１７の劣化を抑える。ピストン１５がシリンダー３内で振動すると、重力およびまたはピストンリング１７の推進力により、使用済シリンダー潤滑油が表面１９から分離板７上に流れる。管路５３は、分離板７から診断チャンバー４９に使用済潤滑油を送り、管路５３は、使用済潤滑油をリザーバー４７に送る。また、機関１の作動中は、システム潤滑油３１が、典型的には、潤滑および冷却のために、１つ以上のフィルタおよび／または水分離器（図示せず）を介してクランク室内の機関部品上に送出される。通常作動時には、上側連接棒３３の分離板７よりも下にある部分を覆うあらゆるシステム潤滑油３１は、シリンダー３に侵入する前にスタッフィングボックス９により当該棒から拭き取られる。
【００３４】
図１は機関１の単一のシリンダー３のみを示しているが、機関が複数のピストン１５、噴射ポンプ４１、デイリザーバー３９および診断チャンバー４９を備えた複数のシリンダーを有してもよい。デイリザーバー３９は単一の潤滑油リザーバー３７から新鮮潤滑油を受け取るように示されているが、デイリザーバー３９が複数のタンクからの流体を混合した新鮮潤滑油を受け取るようにしてもよい。
【００３５】
図２は、本発明の使用済シリンダー潤滑油の塩基価を判定する装置４９の一実施形態の概略図である。装置４９は、図１に示す２ストローク機関シリンダー３から管路５３を介して潤滑油を受け取る容積５７を備えた診断チャンバー５５を含む。潤滑油は、一般に、使用済シリンダー潤滑油である；しかしながら、前述したように、スタッフィングボックス９からの漏出により、システム潤滑油の汚染物質を含むことがある。装置４９は、図１にも示すように、容積５７内の使用済潤滑油を遮断したり、管路５１に流すことが可能なバルブ５９を含む。診断チャンバー５５には、本質的に平行な電極６１、熱伝対６３、加熱器６５およびレベルスイッチ６７が入っており、これらは、固定した状態で保持され、それぞれ、マウント６９、７１、７３、および７５により電気的に絶縁される。装置４９はまた、導電管路７９を介して電極６１に振幅および周波数が固定された電圧信号を与える信号発生器７７を含む。信号発生器７７によって与えられる電圧信号は、本質的に、時間当たりの完全振動数が信号の周波数であり、約０ボルトで振動する正弦波である。信号発生器７７の周波数は、電極対６１の形状、温度または温度範囲、および容積５７内の使用済潤滑油の種別に基づいて予め設定される。一般に、必要とされる周波数は、電極６１の分離によって分割される電極面積に応じて大きくなる。周波数はまた、容積５７内の潤滑油の温度に応じて大きくなる。使用済シリンダー潤滑油に関する一実施形態では、約２０℃〜約６０℃の範囲の作動温度では、面積対ギャップ比が約３００ｃｍの本質的に平行な平板電極を用いた場合、信号発生器７５の予め設定された高周波数は、約１０Ｈｚのオーダーである。一般に、信号発生器７７の周波数は、典型的な電極形状、温度範囲および潤滑油種別では、約０．１〜約１０００Ｈｚの範囲である。再度図２を参照すると、信号発生器７７の一方の導電管路７９は電圧参照のために接地されており、他方の管路７９は、その管路７９を流れる電流を測定する電流センサー８１を含む。装置４９はまた、信号発生器７７に電力供給する導電管路８５、信号発生器７７の出力電圧を監視する導電管路８７、電流センサー８１により測定された電流を監視する導電管路８９、バルブ５９に電力供給する導電管路８９、およびレベルスイッチ６７の出力を監視する導電管路９５を備えたコントローラ８３を含む。コントローラ８３はまた、電力を受け取る導電管路９７、およびコントローラ８３と情報のやり取りをする導電管路９９を有する。装置４９はまた、熱伝対６３を監視する導電管路１０３および加熱器６３に電力供給する管路１０５を備えた温度コントローラ１０１を含む。
【００３６】
作動時には、装置４９のバルブ５９は、通常、使用済シリンダー潤滑油が重力によって図１の機関シリンダー７から管路５３を介して診断チャンバー５５の容積５７内へと矢印で示す方向に移動し、管路５１から図１の使用済潤滑油リザーバー４７に入るように開放されている。使用済潤滑油の流量は十分に低く、管路５１および５３、バルブ５９、ならびにチャンバー５５は十分に大きいため、バルブ５９が開放されるとチャンバー５５内の潤滑油は非常に少なくなる。使用済シリンダー潤滑油のＴＢＮを判定するために、コントローラ８３は、バルブ５９がゼロ時間で閉じるように導電管路９１を介して電力供給する。バルブ５９が閉じた状態で、使用済潤滑油が容積５７を満たす。温度コントローラ１０１は、導電管路１０３を介して、熱伝対６３を備えた容積５７内の潤滑油の温度を監視し、導電管路１０５を介して電力を与えて容積５７内の潤滑油を予め設定された温度に維持する。コントローラ８３は、導電管路９５を介して、バルブ５９が閉じてからチャンバー５５内の潤滑油がレベルスイッチ６７に達するまでの時間を判定し、スイッチ６７より下のチャンバー５５の既知の容積を用いて、図１のシリンダー３からの使用済潤滑油の流量を計算する。使用済潤滑油の高さがスイッチ６７に達すると、コントローラ８３は、導電管路８５を介して信号発生器７７に電力供給し、管路７９および電極６１を介してそれら電極間の使用済シリンダー潤滑油に信号を印加する。印加信号に対する使用済潤滑油の電気応答により電流が流れ、電流センサー８１により測定される。コントローラ８３は、印加信号および対応する電流をそれぞれ導電管路８７、８９を用いて監視し、その電圧および電流信号から、使用済潤滑油のインピーダンスを計算する。コントローラ８３は、図１の噴射ポンプ４１を介してシリンダー３に入るシリンダー潤滑油の流量情報を導電管路９９を介して受け取り、シリンダーに入る流量と計算したシリンダーから出る流量の比を計算する。この発明の方法では、インピーダンスデータ、流量比、および既知のＴＢＮ、総インピーダンス、または使用前のシリンダー潤滑油である新鮮シリンダー潤滑油のＴＢＮおよび総インピーダンスの両方、ならびにコントローラ８３が管路９９を介して受け取った情報であり得る図１のシステム潤滑油３１のインピーダンスを用いて使用済シリンダー潤滑油のＴＢＮを判定する。この発明の方法では、使用済潤滑油のＴＢＮについての情報をコントローラ８３から導電管路９９を介して送ることができる。ＴＢＮ情報は、速やかに送ることが可能であり、例えば、デジタル出力等の信号デバイスに送って機器操作員に知らせたり、中央保守機器に送って遠隔地の保守作業員に通知したり、その情報を他の出力（例えば、図１の噴射ポンプ４１を制御したり、ポンプ４１によって噴射されたシリンダー潤滑油のＴＢＮを変動させる混合器を制御することにより使用済シリンダー潤滑油のＴＢＮを維持する信号）に変換する信号プロセッサに送ることができる。ＴＢＮ情報はメモリに格納することができ、後で取り出すことも可能である。いずれの場合も、コントローラ８３が使用済潤滑油のインピーダンスを計算するために必要な電圧および電流を監視した後、コントローラ８３が信号発生器７７を「ｏｆｆ」にし、バルブ５９への電力を絶ってバルブを通常の開放状態に戻し、管路５１を介して図１のリザーバー４７内に使用済潤滑油を排出する。このとき、コントローラ８３が次に電力供給を行ってバルブ５９を閉じ、次の使用済潤滑油ＴＢＮ判定サイクルを開始するまで、装置４９の診断チャンバー５５は本質的に空の状態を維持する。コントローラ８３は、自動的に、または導電管路９９を介してサイクルを開始するための信号を与えられたときに、ＴＢＮ判定サイクルを開始することができる。
【００３７】
図２では、電極６１が平面の矩形として示されており、本質的に各電極の一方の表面が信号発生器からそれら電極間の流体に信号を印加するように示されているが、他の装置の実施形態では、電極が、同心円筒状、多数の互いに入り組んだ指状の部分を有する平面状、および複数の表面もしくは他方の電極の表面部分と直接対向するかもしくは直接対向しない表面部分を含むがこれらに限定されない他の形状を有するようにすることができる。
【００３８】
図２は、温度コントローラ１０１とコントローラ８３の間で通信を行わない装置を示している。他の実施形態では、この発明の方法において使用済潤滑油ＴＢＮを判定する際に温度情報を用いることができるように上記２つのコントローラ間で通信を行ったり、そのような通信によって、必要な潤滑油温度についての情報を温度コントローラ１０１に送ることができるように上記装置を構成することができる。
【００３９】
図２は、上記装置において診断チャンバー５５に位置し、信号を印加して使用済シリンダー潤滑油のＴＢＮを分析する電子部品を示している。他の実施形態では、それら電子部品を診断チャンバーとは別に配置することができる。図２は、特に、上記電子部品などの装置部品を個別の部品として示している。他の実施形態では、それら装置部品を小型のパッケージに組み込むことができ、例えば、これによりコスト、サイズ、および／または所要電力を低減することができる。他の実施形態では、例えば、この発明の部品と共にまたは独立して作動可能な他の潤滑油センサーおよび／または他の機関センサー等、他の部品と上記装置部品とを共にパッケージに組み込むことができる。
【００４０】
図２は、この発明の診断チャンバー４９内に配置されてバルブおよびタイミングデバイスを用いて使用済シリンダー潤滑油の流量を測定する装置を示している。他の実施形態では、この発明の流量メーターを用いてシリンダー３からの使用済潤滑油の流量を測定しチャンバー内でテストを行う装置を診断チャンバー内に配置することができる。
【００４１】
図３は、本発明の使用済シリンダー潤滑油の塩基価を判定する装置１０７の他の実施形態の概略図である。便宜上、図２に示すものと同じ機能を有する装置部材には同じ番号を付している。装置１０７は、容積５７および流量メーター１０９を有する診断チャンバー５５を含む。チャンバー５５は、重力によって管路５３から移動する使用済潤滑油を受け取る。使用済潤滑油は、管路５１を介してチャンバー５５から出て行き、チャンバー５５ならびに管路５１および５３の配置およびサイズにより、容積５７は、使用済潤滑油で常に満たされる。診断装置１０７のチャンバー５５には、固定した状態で保持され、それぞれマウント６９および７１によって電気的に絶縁された本質的に平行な電極６１および熱伝対６３が含まれる。装置１０７はまた、導電管路７９を介して電極６１に振幅および周波数が固定されたＡＣ電圧信号を与える信号発生器７７を含む。信号発生器７７の一方の導電管路７９は、電圧参照のために接地され、他方の管路７９は、当該管路を介して流れる電流を測定する電流センサー８１を含む。装置１０７はまた、信号発生器７７に電力供給する導電管路８５、信号発生器７７の出力電圧を監視する導電管路８７、電流センサー８１によって測定した電流を監視する導電管路８９、熱伝対６３によって測定した温度を監視する導電管路１１１、および流量メーター１０９によって測定した使用済潤滑油の流量を監視する導電管路１１３を備えたコントローラ８３を含む。
【００４２】
作動時には、診断チャンバー５５の容積５７が、図１の機関シリンダー７から排出される使用済潤滑油で満たされ、潤滑油の排出速度が流量メーター１０９で測定される。使用済シリンダー潤滑油のＴＢＮを判定するために、コントローラ８３は、導電管路８５を介して信号発生器７７に電力供給して、管路７９および電極６１を介してそれら電極６１間の使用済シリンダー潤滑油に信号を印加する。印加信号に対する使用済潤滑油の電気応答により電流が流れ、電流センサー８１によって測定される。コントローラ８３は、使用済潤滑油温度および流量を、それぞれ導電管路１１１、１１３を用いて監視する。コントローラ８３は、印加電圧信号および対応する電流を、それぞれ導電管路８７、８９を用いて監視し、使用済潤滑油のインピーダンスを計算する。コントローラ８３は、図１の噴射ポンプ４１を介してシリンダー３に入るシリンダー潤滑油の流量情報を管路９９を介して受け取り、シリンダーに入る流量と流量メーター１０９によって測定したシリンダーから出る流量との比を計算する。この発明の方法では、インピーダンスデータ、流量比、潤滑油温度、および既知のＴＢＮ、インピーダンス、または新鮮シリンダー潤滑油のＴＢＮおよびインピーダンス、および図１のシステム潤滑油３１のインピーダンスを用いて使用済シリンダー潤滑油のＴＢＮを判定する。この発明の方法では、図２の診断チャンバー４９に関して説明したように、使用済潤滑油についての情報をコントローラ８３から導電管路９９をを介して送ることができる。コントローラ８３は、自動的に、または導電管路９９を介して信号を与えられたときもしくは管路９７を介して電源が「ｏｎ」になったときに、使用済潤滑油のＴＢＮを判定することができる。コントローラ８３が、使用済潤滑油のＴＢＮを自動的に判定する場合、その判定は、断続的または本質的に継続的に行うことができる。コントローラ８３は、本質的に信号発生器７７に電力供給し続けて電極６１に信号を印加し、熱伝対６３を用いて使用済潤滑油の温度を監視し、流量メーター１０９を用いて使用済潤滑油の流量を監視し、信号発生器７７の印加信号を監視し、電流センサー８１を用いて電流を監視し、これらの監視を本質的に継続して行うことにより、容積５７を通過する使用済シリンダー潤滑油のＴＢＮを本質的に継続して監視することができる。
【００４３】
図３は、使用済潤滑油の温度を測定する熱伝対６３を含む装置１０７を示している。潤滑油の平均温度が、好ましくは、２℃未満で変動し、最も好ましくは、１℃未満で変動する等、比較的に一定している用途における他の発明実施形態では、装置が熱伝対６３を有する必要がなく、電極６１が潤滑油に信号を印加する際にコントローラ８３が潤滑油の温度を監視する必要がない。同様に、他の手段が使用済潤滑油の温度を知る場合には、本発明装置の他の実施形態では、例えば、熱伝対６３を必要とすることなく、導電管路９９を介してコントローラ８３に使用済潤滑油の温度についての情報を伝えることができる。
【００４４】
図２および図３は、使用済潤滑油の流量を監視する手段を有する装置の実施形態を示している。装置４９では、レベルスイッチ６７の高さまで容積５７を満たすために必要な時間によって流量を測定し、装置１０７では、流量メーター１０９を用いて流量を測定する。本発明の方法では、シリンダー３を出る使用済潤滑油の流量と図１の噴射ポンプ４１によってシリンダー３に加えられる新鮮潤滑油の流量の比を用いて、使用済潤滑油が他の流体によって汚染されているかどうか、および汚染物質の濃度（すなわち、パーセンテージ）を判定する。特に、２ストローク機関の場合、汚染物質は、図１のスタッフィングボックス９を通過するシステム潤滑油３１であり得る。他の手段を用いて汚染物質が存在するかどうか、およびその濃度を判定することもできる。例えば、汚染物質がマーカーを含む場合があり、他の装置の実施形態では、マーカーの存在および濃度を検出するセンサーを備えるようにすることができる。汚染物質に含まれるマーカーは、マーカーとして汚染物質に特異的に添加された化学物質もしくは成分か、または汚染物質の機能部分である化学物質または成分であり得る。２ストローク機関の場合、Ｘ線蛍光（ＸＲＦ）を用いて、使用済シリンダー潤滑油中において、システム潤滑油添加剤にしばしば存在する成分である亜鉛を検出し、システム潤滑油汚染物質の濃度を判定することができる。使用済潤滑油が他の流体によって汚染されることがない本発明の用途の場合、または汚染濃度を発明装置とは独立した他の手段によってオフラインまたはオンラインで測定し、例えば、導電管路９９を介してコントローラ８３に送ることが可能な場合、他の装置の実施形態では、診断チャンバーは、使用済潤滑油流量を測定する手段を必要としない。
【００４５】
図２および図３は、新鮮シリンダー潤滑油のＴＢＮ、総インピーダンス、またはＴＢＮおよび総インピーダンスの両方についての情報が固定されているか、または実施形態から独立した情報源から導電管路９９を介してコントローラ８３に伝えられる装置の概略図を示している。しかしながら、新鮮シリンダー潤滑油についての情報を固定したり、コントローラに入力する必要はない。本発明の方法では、新鮮シリンダー潤滑油のインピーダンスを測定し、測定したインピーダンスを使用済シリンダー潤滑油のＴＢＮ判定に用いることができる。
【００４６】
図４は、本発明の開放型潤滑システムからの使用済潤滑油の塩基価を判定する装置１１７の他の実施形態の概略図である。便宜上、図３に示すものと同じ機能を有する装置部材には同じ番号を付している。装置１１７は、重力によって管路５３から移動する使用済潤滑油を受け取り、常に使用済潤滑油で満たされる容積５７を有する診断チャンバー５５を含む。使用済潤滑油は管路５１を介してチャンバー５５を出る。チャンバー５５は、固定した状態で保持され、それぞれマウント６９および７１によってリザーバー５５から電気的に絶縁された本質的に平行な電極６１および熱伝対６３を含む。信号発生器７７は、導電管路７９を介して電極６１に振幅および周波数が固定された電圧信号を与えるが、一方の管路７９は電圧参照のために接地され、他方の管路７９は当該管路を流れる電流を測定する電流センサー８１を含む。装置１１７は、図１の管路４５内において固定した状態で保持され、それぞれマウント１２３および１２５によって電気的に絶縁される本質的に平行な電極１１９および熱伝対１２１を含む。管路４５は、新鮮シリンダー潤滑油がポンプ４１によって図１に示すシリンダー３内に移動する際に当該潤滑油で満たされる容積１２７を有する。装置１１７は、導電管路１３１を介して電極１１９に振幅および周波数が固定された電圧信号を与える信号発生器１２９を含む。一方の導電管路１３１は電圧参照のために接地され、他方の管路１３１は当該管路を流れる電流を測定する電流センサー１３３を含む。装置１１７はまた、それぞれ信号発生器７７および１２９に電力供給する導電管路８５および１３５、それぞれ信号発生器７７および１２９の出力電圧を監視する導電管路８７および１３７、それぞれ電流センサー８１および１３３によって測定した電流を監視する導電管路８９および１３９、ならびにそれぞれ熱電対６３および１２１によって測定した温度を監視する導電管路１１１および１４１を有するコントローラ８３を含む。
【００４７】
作動時には、使用済シリンダー潤滑油のＴＢＮを判定するために、コントローラ８３は、導電管路８５を介して信号発生器７７に電力供給し、管路７９および電極６１を介してそれら電極６１間の使用済シリンダー潤滑油に信号を印加し、導電管路１３５を介して信号発生器１２９に電力供給し、管路１３１を介して電極１１９間の新鮮シリンダー潤滑油に信号を印加する。コントローラ８３は、導電管路１１１を用いて、使用済シリンダー潤滑油の温度を測定し、導電管路８７および８９を用いて、それぞれ、電極６１に対する印加信号および電流センサー８１によって測定した電極６１間の使用済シリンダー潤滑油を流れる電流を監視し、それら電圧および電流信号から、使用済シリンダー潤滑油の温度補正されたインピーダンスを計算する。コントローラ８３は、導電管路１４１を用いて、新鮮シリンダー潤滑油の温度を測定し、導電管路１３７および１３９を用いて、それぞれ、電極１１９に対する印加信号および電流センサー１３３によって測定した電極１１９間の使用済シリンダー潤滑油を流れる電流を監視し、それら温度、電圧および電流信号から、新鮮シリンダー潤滑油のインピーダンスを計算する。この発明の方法では、新鮮シリンダー潤滑油および使用済シリンダー潤滑油の温度補正されたインピーダンスデータを用いて使用済シリンダー潤滑油のＴＢＮを判定する。コントローラ８３は、例えば、導電管路９９を介して、使用済潤滑油中に存在する１つ以上の汚染物質の濃度およびインピーダンスについての情報をさらに受け取ることができ、この発明の方法では、その情報を、新鮮シリンダー潤滑油および使用済シリンダー潤滑油の温度補正インピーダンスデータと共に用いて使用済シリンダー潤滑油のＴＢＮを判定できる。この発明の方法では、図２の装置４９について説明したように、使用済潤滑油についての情報を、コントローラ８３から導電管路９９を介して送ることができる。コントローラ８３は、自動的に、導電管路９９を介して信号を与えられたときに、または導電管路９７を介して電源が「ｏｎ」になったときに使用済潤滑油のＴＢＮを判定できる。コントローラ８３が使用済潤滑油のＴＢＮを自動的に判定する場合、その判定は断続的にまたは本質的に継続的に行うことができる。コントローラ８３は、信号発生器７７に本質的に継続して電力供給して電極６１に信号を印加し、熱伝対６３を用いて使用済潤滑油の温度を監視し、信号発生器７７からの印加信号を監視し、電流センサー８１を用いて電流を監視し、これらの監視を本質的に継続的に行うことにより、チャンバー５５を流れる使用済シリンダー潤滑油のＴＢＮを本質的に継続して監視することができる。コントローラ８３はまた、信号発生器１２９に本質的に継続して電力供給して電極１１９に信号を印加し、熱伝対１２１を用いて新鮮潤滑油の温度を監視し、発生器１２９からの印加信号を監視し、電流センサー１３３を用いて電流を監視し、これらの監視を本質的に継続して行うことにより、管路４５を流れる新鮮潤滑油を本質的に継続して監視することができる。しかしながら、新鮮潤滑油が最後に監視されてから新鮮潤滑油に本質的に変化がない場合、使用済潤滑油のＴＢＮを判定するために、コントローラ８３が、使用済潤滑油を監視するたびに、管路４５を流れる新鮮潤滑油を監視する必要はない。新鮮潤滑油に変化がある場合のみ、例えば、図１の新鮮潤滑油用リザーバー３７のが再度満たされたとき、またはシリンダー潤滑油を混合して新鮮潤滑油のＴＢＮを変化させて潤滑油性能を最適化するときのみ、使用済潤滑油の塩基価の判定に必要な新鮮潤滑油を監視している。すなわち、新鮮潤滑油のインピーダンスを判定する必要がある場合のみ、新鮮潤滑油のインピーダンスを監視してもよい。
【００４８】
図４の実施形態では、管路４５内に電極１１９および熱伝対１２１を示しているが、他の実施形態では、電極１１９間の新鮮潤滑油が、機関シリンダー内に送出され電極６１間で使用済シリンダー潤滑油となった新鮮潤滑油と本質的に同じであれば、上記電極および熱伝対を、例えば、図１のデイリザーバー３９内、または個別のリザーバー内などのいずれの場所に配置してもよい。
【００４９】
図４の実施形態では、複数の信号発生器７７、１２９が示されているが、他の実施形態では、信号発生器を１つだけ用いてもよい。同様に、他の実施形態では、新鮮シリンダー潤滑油および使用済シリンダー潤滑油の本質的に固定された温度または温度補正されたインピーダンスが適切な周波数で判定できる限り、他の部品および構成を有してもよい。
【００５０】
図２および図３は、使用済シリンダー潤滑油中の汚染物質の濃度を判定する手段を示している。適切な周波数および温度におけるシステム潤滑油のインピーダンスが既知である場合、その情報をコントローラに入力することで、この発明の方法では、汚染されていない使用済潤滑油のインピーダンスを推定できるように容積５７内の使用済潤滑油の測定インピーダンスを補正することができる。他の発明の実施形態では、使用済シリンダー潤滑油のＴＢＮ判定に使用可能な汚染物質のインピーダンスを測定することができる。
【００５１】
図５は、本発明の使用済潤滑油の塩基価の判定に用いることができる装置１４５の他の実施形態の概略図である。便宜上、図１〜図４に示すものと同じ機能を有する装置部材には同じ番号を付している。装置１４５は、管路５３から使用済潤滑油を受け取り、常に使用済潤滑油で満たされる容積５７を有する診断チャンバー５５を含む。先に図３に示して説明したように、装置１４５は、電極６１、熱伝対６３、信号発生器７７、電流センサー８１、流量メーター１０９、およびリザーバー５５内の使用済潤滑油のインピーダンスおよび流量を監視する適切なマウントおよび導電管路を含む。先に図４に示して説明したように、装置１４５は、電極１１９、熱伝対１２１、信号発生器１２９、電流センサー１３３、および管路４５の容積１２７を流れる使用前のシリンダー潤滑油のインピーダンスを監視する適切なマウントおよび導電管路を含む。装置１４５は、（図１にも示す）クランク室５内で固定した状態で保持され、それぞれマウント１５１および１５３によって電気的に絶縁された本質的に平行な電極１４７および熱伝対１４９をさらに含む。クランク室５は、電極１４７および熱伝対１４９を覆うシステム潤滑油３１を含む。装置１４５は、導電管路１５７を介して電極１４７に振幅および周波数が固定された電圧信号を与える信号発生器１５５を含んでおり、一方の管路１５７は接地され、他方の管路１５７は、当該管路を流れる電流を測定する電流センサー１５９含む。装置１４５は、コントローラ８３が信号発生器１５５に電力供給するための管路１６１および１６３、ならびにコントローラ８３がセンサー１５９によって測定した電流および熱電対１５５によって測定した温度をそれぞれ監視するための管路１６５および１６７を含む。
【００５２】
使用済シリンダー潤滑油のＴＢＮを判定するために、コントローラ８３は、信号発生器７７、１２９および１５５に電力供給して信号を印加し、適切であれば、電流センサー８１、１３３および１５９のそれぞれによって測定した派生電流を監視し、熱電対６３、１２１、１４９のそれぞれによって測定した温度を監視し、機関シリンダーからの使用済潤滑油、使用前の新鮮シリンダー潤滑油、およびシステム潤滑油各々の温度補正されたインピーダンスを計算する。コントローラ８３はまた、先に説明したように、流量メーター１０９によって測定したリザーバー５５を流れる使用済潤滑油を監視し、使用済シリンダー潤滑油中の汚染物質の濃度を判定する。この発明の方法では、先に説明したように、温度補正されたインピーダンスデータおよび汚染物質の濃度を用いて使用済シリンダー潤滑油のＴＢＮを判定し、使用済潤滑油についての情報をコントローラ８３から導電管路９９を介して送る。
【００５３】
図２、図３および図４に示す実施形態について説明したように、他の実施形態では、他の手段が潤滑油の温度を知っている場合、熱電対６３、１２１、および１４９のうちの１つ以上を省略することができる。他の実施形態では、電流センサーの信号発生器のうちの３個未満を用いて信号を印加し、電極対６１、１１９および１４７からの電流応答を測定してもよい。他の実施形態では、使用済シリンダー潤滑油のＴＢＮについての情報の判定および通知のために、適切な固定温度または温度補正されたインピーダンス、ならびに汚染物の濃度を判定することができるかぎり、他の部品および構成を有してもよい。
【００５４】
また、図４に示す実施形態について説明したように、使用済潤滑油のＴＢＮを判定するたびにシステム潤滑油のインピーダンスを判定する必要はない。使用済シリンダー潤滑油がシステム潤滑油で汚染されるている場合のみ、システム潤滑油のインピーダンスが必要とされる。よって、システム潤滑油のインピーダンスは、使用済シリンダー潤滑油の塩基価を判定する際に必要な場合のみ監視してもよい。
【００５５】
図６は、クロスヘッド構造の低速２ストロークディーゼル機関における約１０Ｈｚでの総インピーダンスがＺＴメガオーム（ＭΩ）の電極に対する７０ＴＢＮ程度のシリンダー潤滑油の使用前後のＴＢＮを示す。ＴＢＮは、ＡＳＴＭ  Ｄ２８９６法を用いて実験室で測定した。電気インピーダンスは、約３５℃の実験室で本質的に平行な約３．１４ｃｍ2の平板電極を０．１ｍｍの間隔で用いて測定した。未使用で新鮮な７０ＴＢＮ潤滑油として、ＢＰ  Ｅｎｅｒｇｏｌ  ＣＬＯ  ５０Ｍ、ＣｈｅｖｒｏｎＴｅｘａｃｏ  ＴＡＲＯ（Ｒ）  Ｓｐｅｃｉａｌ  ＨＴ７０、およびＥｘｘｏｎＭｏｂｉｌ  Ｍｏｂｉｌｇａｒｄ（Ｒ）５７０を用いた。上記７０ＴＢＮ潤滑油、各種燃料を用いた各種の作動条件下において各種のシリンダー潤滑油供給速度で作動する各種機関のシリンダーから使用済シリンダー潤滑油を取り出した。これらのサンプルには、本質的にシステム潤滑油は含まれていなかった。線形の最良適合線１７１は、０．９４のＲ２を有する。現在入手可能な７０ＴＢＮシリンダー潤滑油のみを用いる、システム潤滑油による汚染がない用途では、使用済シリンダー潤滑油のＴＢＮを下記の式で判定、すなわち、推定できる：
ＴＢＮ＝７６−１．６×ＺＴ、
ただし、ＺＴは、約３．１４ｃｍ2の平行な平板電極を用いて約３５℃で測定したか、または他の温度で測定し約３５℃に補正した約１０Ｈｚでの総インピーダンス（ＭΩ）である。
【００５６】
図７は、総インピーダンスＺＴｉがＭΩの電極に対する未使用シリンダー潤滑油のＴＢＮｉを示し、下付きの「ｉ」は潤滑油の初期の総インピーダンスおよびＴＢＮを示す。ＴＢＮｉおよびＺＴｉを上記の説明どおりに測定した。サンプルには、システム潤滑油は含まれていなかった。線１７５は、線形の最良適合線であり、大半の塩基が過塩基性清浄剤として与えられる炭酸カルシウムの形態であるという点で比較的類似した組成を有するように示された全ての潤滑油と一致する。他の成分から調製した潤滑油は、線１７５に沿って低下しない場合がある。いずれの場合にも、シリンダー潤滑油を用いた場合、総インピーダンスＺＴ対未使用潤滑油および使用済潤滑油のＴＢＮは、測定総インピーダンスの関数「Ｆ」によって、ＴＢＮ＝Ｆ（ＺＴ，ＺＴｉ）と表すことができる。多くの場合、対象となるＴＢＮ範囲の大部分において、
ＴＢＮ＝Ｇ（ＺＴｉ）×ＺＴ＋Ｈ（ＺＴｉ）
となるように、初期のインピーダンスＺＴｉで決定した係数を用いて、関数「Ｆ」をＺＴについて線形として近似することができる。線形関数の係数はまた、初期のＴＢＮｉまたはＺＴｉのおよびＴＢＮｉ関数とすることもできる。
【００５７】
図８は、シリンダー潤滑油のＭΩ単位の総インピーダンスＺＴを、図面ではそれぞれ線１７９、１８１および１８３と関連づけられる７５ＴＢＮおよび４０ＴＢＮの未使用潤滑油ならびに４ＴＢＮの使用済潤滑油に対するシステム潤滑油による汚染のパーセンテージの関数として示す。実験室において汚染シリンダー潤滑油および非汚染シリンダー潤滑油と同じ条件下で測定したシステム潤滑油の総インピーダンスＺＴは、３４ＭΩである。システム潤滑油が４０ＴＢＮおよび７５ＴＢＮのシリンダー潤滑油よりも高いインピーダンスを有するにも関わらず、ＺＴはシステム潤滑油の汚染物質に応じて減少する。４ＴＢＮの使用済潤滑油は、システム潤滑油より大きな総インピーダンスを有する；しかしながら、この潤滑油であっても、汚染に応じた総インピーダンスの減少は、インピーダンスＺＡの流体ＡとインピーダンスＺＢの流体Ｂの混合物がＺＡ＋Ｂ＝［（１−α）／ＺＡ＋α／ＺＢ］−１（ここで、αは流体Ｂの容積と流体Ａに流体Ｂを加えた総容積の比である）と等しい簡単な混合物の法則を仮定して予想した場合よりも大きい。代わりに、汚染物質を有する各潤滑油ごとの測定抵抗は、組み合わせた流体の伝導性を比較的低濃度の汚染物質に関するランダムな抵抗回路ネットワークとしてモデル化するとより良好に表される（参照用および本明細書中において援用されるＭａｃｉｅｊ  ＳｉｅｋｉｅｒｓｋｉおよびＫａｔａｒｚｙｎａ  Ｎａｄａｒａによる”Ｍｏｄｅｌｉｎｇ  ｏｆ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ  ｉｎ  Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ  ｗｉｔｈ  Ｒａｎｄｏｍ  Ｒｅｓｉｓｔｏｒ  Ｎｅｔｗｏｒｋｓ”，Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｉｍｉｃａ  Ａｃｔａ  ５０（２００５）３７９６−３８０４を参照されたい。）。このモデルを用いることにより、全流体のインピーダンスを下記式によってモデル化することができる：
ＺＡ＋Ｂ＝［（１−α）／ＺＡ＋３×α／ＺＡ＋α／ＺＢ］−１、
ただし、第２項の係数はデータに対する経験的適合により決定した。
【００５８】
図９は、使用済潤滑油の測定総インピーダンス（Ｍｅａｓ．）、シリンダー潤滑油とシステム潤滑油の混合物（Ｍｉｘ．）を用いて計算したインピーダンス、および上記ランダムネットワーク（Ｒ．Ｎ．）式で計算したインピーダンスを比較した表を示す。ランダムネットワークインピーダンスモデルは、上に挙げた３つのシリンダー潤滑油の測定インピーダンスと良好な相関性を有する。この測定インピーダンスと計算したインピーダンスの相関性により、シリンダーから取り出した潤滑油の測定インピーダンス、取り出した潤滑油に含まれるシステム潤滑油の濃度、およびシステム潤滑油のインピーダンスを知ることで使用済潤滑油の実際のインピーダンスを推定する関数を可能にする。一般に、使用済潤滑油のＺＴは、関数「Ｇ」により、ＺＴ＝Ｇ（ＺＭ，ＺＳ，％）となるように推定でき、ここで、ＺＭは測定インピーダンスであり、Ｚｓはシステム潤滑油のインピーダンスであり、％は測定した使用済潤滑油中の汚染物質濃度のパーセンテージである。先に説明したように、機器の作動中に失われる、すなわち、消費または漏出する典型的な潤滑油量を知ることにより、開放型潤滑システムから出る使用済潤滑油の流量Ｖｏとシステム内に入る新鮮潤滑油の流量Ｖｉの比を用いて使用済潤滑油中の汚染物質のパーセンテージを推定することができる。実際、関数「Ｇ」は汚染物質のパーセンテージに依存する必要はないが、汚染物質のパーセンテージの推定または判定を可能にするあらゆる特性に依存し得る。
【００５９】
図１０は、使用済シリンダー潤滑油の総インピーダンスＺＴおよび新鮮潤滑油の総インピーダンスＺＴｉを用いて開放型潤滑油システム内の使用済潤滑油の塩基価を判定する本発明の特徴の実施形態１８７を示しており、ここで、使用済潤滑油は条件判定のために比較的一定した温度に維持され、使用済潤滑油は本質的に汚染されておらず、ＺＴｉは未使用潤滑油のインピーダンスが変化した場合に方法に導入される。使用済潤滑油の温度は、この発明の装置、例えば、図２の装置４９の温度コントローラ１０１、または潤滑油を用いる機器に関連する手段のいずれかによって維持することができる。
【００６０】
方法１８７は、ブロック１８９において、機器が起動する、すなわち、「ｏｎ」になるたびに開始される。起動後、方法１８７はブロック１９１に進み、使用済潤滑油インピーダンスＺＴを読み取る。ＺＴは、図２および図３に示す装置に関して説明したように、適切な周波数の電圧信号を電極間の使用済潤滑油に印加し、印加電圧および派生電流を測定する潤滑油測定装置によって求められる。ブロック１９１で読み取った信号は、使用済潤滑油の実際のＺＴ、またはＺＴに変換可能な測定値とすることができる。ＺＴは、フィルタリングを行わずに上記装置によって短時間で収集したデータであるか、またはより長い時間に渡って平均化し、平均化および／またはフィルタリングすることによりノイズを抑え、潤滑油の電気応答をより良好に定量化することができる。いずれの場合にも、方法１８７は、機器が「ｏｎ」である間、ブロック１９１において「Ｘ」分の固定された間隔でＺＴを読み取り、使用済潤滑油の塩基価を判定する。ブロック１９３において、方法１８７は、ＺＴが最後に読み取られてから新鮮、すなわち、未使用潤滑油が用いられているかどうかを判定する。この判定は、例えば、図２および図３のコントローラ８３が導電管路９９を介して新鮮潤滑油のインピーダンスが変化したという入力を受け取ることによって行うことができ、ブロック１９３の判定が「ｙｅｓ」である場合、方法１８７は、ブロック１９５において新たな新鮮潤滑油ＺＴｉのインピーダンスを読み取り、これを、例えば、管路９９を介して図２のコントローラ８３に入力することができる。ブロック１９３の判定が「ｙｅｓ」である場合の新たなＺＴｉのインピーダンス、または前のＺＴｉのいずれかを用いて、方法１８７は、ブロック１９９において、図７を参照して説明したように、使用済潤滑油ＺＴおよび新鮮潤滑油ＺＴｉの関数「Ｆ」を用いて使用済潤滑油のＴＢＮを判定する。方法１８７は、ブロック１９９において判定したＴＢＮを、例えば、機器操作員または保守作業員によって読み取り可能な信号デバイス、その情報を用いて機器を制御したり、機器に送出されている新鮮潤滑油を制御することができる信号プロセッサ、またはその情報を後から取り出すことができるメモリに出力する。ブロック１９９においてＴＢＮ情報を出力した後、方法１８７はブロック１９１に戻り、前回の読取から「Ｘ」分後に、使用済潤滑油のインピーダンスを再度読み取り、廃棄潤滑油のＴＢＮを判定し出力する工程を開始する。このように、方法１８７は、使用済、すなわち、廃棄潤滑油のＴＢＮを本質的に継続して監視する。
【００６１】
方法１８７は、機器稼働中に本質的に継続して「Ｘ」秒毎にＴＢＮを出力するように示されているが、本発明の他の実施形態では、ＴＢＮの出力を指示する外部入力を受け取ったときのみ稼働するようにできる。
【００６２】
方法１８７は、計算したＴＢＮがＺＴとＺＴｉの関数「Ｆ」であると示されているが、本発明の方法の他の実施形態では、新鮮潤滑油が本質的に常に同じ、すなわち、ＺＴｉが本質的に固定される用途に応用することができる。そのような方法については、使用済潤滑油のＴＢＮをＺＴのみの関数として計算することができる。同様に他の方法では、ＺＴおよびＴＢＮｉ（新鮮潤滑油のＴＢＮ）を用いて使用済潤滑油のＴＢＮを計算するか、またはＺＴ、ＺＴｉおよびＴＢＮｉ（ここで、ＴＢＮｉまたはＺＴｉおよびＴＢＮｉは、新たな潤滑油が用いられているという入力が与えられるときに読み取られる）を用いて使用済潤滑油のＴＢＮを計算することができる。
【００６３】
方法１８７は、ブロック１９５において新鮮潤滑油のインピーダンスＺＴｉが装置コントローラへの入力から読み取られるように説明されている。この発明の方法の他の実施形態では、しかしながら、例えば、図４に示すように、新鮮潤滑油に漬かった電極、および信号を印加して適切な周波数の応答を測定し、ブロック１９３において正の応答が得られるたびにＺＴｉを判定する手段を含む装置を用いて、新鮮潤滑油のインピーダンスＺＴｉを読み取ることができる。他の実施形態では、ＺＴｉは、ＺＴが読み取られるたびに読み取ることができる。
【００６４】
方法１８７は、使用済シリンダー潤滑油がＴＢＮ判定のために比較的に固定された温度に維持されるように例示説明されている。この発明の方法の他の実施形態では、しかしながら、測定したインピーダンスを、インピーダンス測定時の潤滑油温度の変動について補償することができる。
【００６５】
図１１は、温度Ｔで測定した使用済潤滑油の総インピーダンスＺＴ、および温度Ｔｉで測定した新鮮潤滑油の総インピーダンスＺＴｉを用いて使用済シリンダー潤滑油の塩基価を判定する本発明の特徴の実施形態２０３を示す。これらインピーダンスおよび温度は、この発明の装置、例えば、図４に示す装置１１７により測定される。便宜上、図１０に示すものと同じ機能を有する方法ブロックには同じ番号を付している。
【００６６】
方法２０３は、ブロック１８９において、機器が起動するたびに開始され、ブロック２０５に進んで使用済潤滑油の総インピーダンスＺＴ、使用済潤滑油の温度Ｔ、新鮮潤滑油の総インピーダンスＺＴｉ、および新鮮潤滑油の温度Ｔｉを読み取る。ＺＴおよびＺＴｉは、実際のインピーダンス、またはＺＴおよびＺＴｉに変換可能な測定値とすることができる。同様に、ＴおよびＴｉは、実際の温度、または温度相当物とすることができる。ブロック２０５で読み取る値は、本質的に瞬間的な測定値とすることができ、より長い時間に渡って平均化および／またはフィルタリングすることもできる。いずれの場合にも、ブロック２０５において値を読み取った後、方法２０３では、ブロック２０７において、温度補償したＺＴＣおよびＺＴｉＣが、効果的に、使用済および新鮮潤滑油がそれぞれ温度「Ｃ」に固定される場合に測定されるであろう総インピーダンスとなるように、インピーダンスＺＴおよびＺＴｉを、それぞれの温度ＴおよびＴｉでそれぞれの関数「ｈ」および「ｋ」を用いて補償する。ブロック２０９において、方法２０３は、温度補償した総インピーダンスＺＴＣおよびＺＴｉＣの関数「ＦＣ」を用いて使用済潤滑油のＴＢＮを判定する。方法２０３は、ブロック１９９において、例えば、機器操作員または保守作業員が読み取り可能な信号デバイス、その情報を用いて機器を制御したり、機器に送出されている未使用潤滑油を制御することができる信号プロセッサ、またはその情報を後から取り出すことができるメモリに判定したＴＢＮを出力する。ブロック１９９においてＴＢＮ情報を出力した後、方法２０３はブロック２０５に戻り、前回の読取から「Ｘ」分後に、使用済潤滑油のインピーダンスを再度読み取り、廃棄潤滑油ＴＢＮを判定し出力する工程を開始する。このように、方法２０３は、廃棄潤滑油のＴＢＮを本質的に継続して監視する。
【００６７】
方法２０３は、機器稼働中に本質的に継続して「Ｘ」秒毎にＴＢＮを出力するように示されているが、本発明の他の実施形態では、ＴＢＮの出力を指示する外部入力を受け取ったときのみ稼働するようにすることができる。
【００６８】
図１０および図１１に示す実施形態では、図８を参照して例示説明したように、汚染物質が機器から出て行く使用済潤滑油の測定総インピーダンスに実質的に影響することがあるため、本質的に汚染されていない使用済潤滑油について正確なＴＢＮを出力する。
【００６９】
図１２は、使用済潤滑油の測定総インピーダンスＺＴＭ、新鮮潤滑油の総インピーダンスＺＴｉ、使用済潤滑油中に存在し得る汚染物質の総インピーダンスＺｓ、および開放型潤滑システム内に流れる新鮮潤滑油Ｖｉとシステムから流れ出る使用済潤滑油Ｖｏとの比に基づく汚染物質のパーセンテージ％を用いて使用済潤滑油の塩基価を判定する本発明の特徴の実施形態２１３を示しており、ここで、使用済シリンダー潤滑油は、条件判定のために比較的一定した温度で維持され、ＺＴｉは、未使用潤滑油のインピーダンスが変化した場合に入力され、Ｚｓは、汚染物質が検出された場合に入力される。使用済潤滑油温度は、この発明の装置、例えば、図２の装置４９の温度コントローラ１０１、または潤滑油を用いる機器に関連する手段のいずれかによって維持することができる。使用済潤滑油の流量Ｖｏは、この発明の装置によって、例えば、図２を参照して説明したように容積を満たす時間、もしくは図３を参照して説明したように流量メーターを用いて、または潤滑油を用いる機器に関連する手段によって入力することができる。新鮮潤滑油の流量Ｖｉは、この発明の装置、例えば、流量メーター、または潤滑油を用いる機器に関連した手段、例えば、機器速度、電源出力もしくは潤滑油送出速度に基づく手段のいずれかによって入力することができる。便宜上、図１０または図１１に示すものと同じ機能を有する方法ブロックには同じ番号を付している。
【００７０】
方法２１３は、ブロック１８９において、機器が起動されるたびに開始され、ブロック２１５に進んでＺＴＭ、ＶｉおよびＶｏを読み取る。ＺＴＭは、使用済潤滑油の測定総インピーダンスまたは総インピーダンス相当物であり、ＶｉおよびＶｏは、使用済潤滑油および新鮮潤滑油の流量、流量相当物、または適切な流量の計算に使用可能なデータである。ブロック２１５で読み取る値は、本質的に瞬間的な測定値または平均値とすることができる。ブロック２１７において、方法２１３は、機器から出る使用済潤滑油の流量Ｖｏと機器内に入る新鮮潤滑油の流量Ｖｉの比がΔよりも大きいかどうかを判定する。機器が、使用中の潤滑油を消費しない、例えば、燃焼しない場合、Δは１と等しくなるように設定してもよい。しかしながら、大半の機器は、幾らかの潤滑油を消費するため、Δは、典型的には、１未満の数に設定され、本実施形態には示していないが、他の実施形態では、機器稼働変数の関数であるΔにより消費潤滑油の変動を機器稼働の関数として考慮することができる。ブロック２１７の判定が「ｙｅｓ」である場合、使用済潤滑油の流量が予想よりも大きいため汚染物質が存在することを意味し、方法２１３では、ブロック２１９において、汚染物質（２ストロークディーゼル機関の場合にはシステム潤滑油である）の総インピーダンスＺＴＳを読み取り、ＶｏとＶｉの関数「Ｅ」を用いて汚染物質のパーセンテージ％を判定、すなわち、推定する。例えば、開放型潤滑システムにおいて消費潤滑油がない場合、すなわち、Ｖｏが、汚染物を有さない場合のＶｉと等しい場合、関数「Ｅ」は、
Ｅ（Ｖｏ，Ｖｉ）＝１００×（Ｖｏ−Ｖｉ）／Ｖｏ＝％
とすることができる。ＺＴＳは、例えば、管路９９を介して図２のコントローラ８３に入力したり、例えば、図５の電極１４７、信号発生器１５５、流速計１５９およびコントローラ８３を用いて測定することができる。方法２１３では、ブロック２２１において、図８および表１を参照して説明したように、使用済潤滑油の測定総インピーダンスＺＴＭ、汚染物質のインピーダンスＺＴＳ、および汚染物質のパーセンテージ％の関数「Ｇ」を用いて、汚染されていない使用済潤滑油の実際の総インピーダンスＺＴを推定する。ブロック２１７の判定が「ｎｏ」の場合、本質的に汚染物質が存在しないことを意味し、方法２１３では、ブロック２２３において、使用済潤滑油の総インピーダンスＺＴを測定インピーダンスＺＴＭと等しくなるように設定する。ブロック２２１またはブロック２２３のいずれかにおいてＺＴが判定されると、方法２１３では、図１０の方法１８７と同様に、新鮮潤滑油がブロック１９３において変化したかどうかを判定する。判定が「ｙｅｓ」である場合、ブロック１９５において、方法２１３は、新鮮潤滑油の総インピーダンスＺＴｉを新たに読み取り、判定が「ｎｏ」である場合には、前回の総インピーダンスＺＴｉを保持して、ブロック１９７において、使用済潤滑油のＴＢＮを判定し、ブロック１９９において、方法２１３は、判定したＴＢＮを出力する。ブロック１９９においてＴＢＮ情報を出力した後、方法２１３はブロック２１５に戻り、前回の読取から「Ｘ」分後に、使用済潤滑油のインピーダンスを再度読み取り、使用済潤滑油のＴＢＮを判定出力する工程を開始する。このように、方法２１３では、使用済潤滑油のＴＢＮを本質的に継続的に監視する。
【００７１】
方法２１３は、ブロック２２１において推定したＺＴがブロック２１９で読み取るＺＴＳの関数であるように示されているが、本発明の方法の他の実施形態では、汚染物質が本質的に固定される総インピーダンスＺＴＳを有する用途に応用することができる。そのような方法については、使用済潤滑油の総インピーダンスＺＴは、測定総インピーダンスＺＴＭおよび汚染物質のパーセンテージ％のみの関数として推定できる。
【００７２】
方法２１３には示していないが、他の実施形態では、ブロック２１７の判定が「ｙｅｓ」の場合、ブロック１９３に進む前に、実際の総インピーダンスＺＴの推定に加えて、方法は、例えば、機器操作員または保守作業員によって読み取り可能な信号デバイス、その情報を用いて機器を制御することができる信号プロセッサ、またはその情報を後から取り出し可能なメモリに、汚染物質の存在および／または使用済潤滑油に存在する汚染物質の濃度についての出力を与えることができる。
【００７３】
方法２１３は、使用済潤滑油、新鮮潤滑油および汚染物質がＴＢＮ判定のために比較的に固定された温度に維持されると例示説明されている。本発明の方法の他の実施形態では、しかしながら、測定インピーダンスを、インピーダンス測定時の温度変動について補償することができる。
【００７４】
図１３は、温度Ｔの使用済潤滑油の測定総インピーダンスＺＴＭ、温度Ｔｉの新鮮潤滑油の総インピーダンスＺＴｉ、温度ＴＳの使用済潤滑油に存在し得る汚染物質の総インピーダンスＺＳ、および開放型潤滑システム内に流れ込む新鮮潤滑油Ｖｉとシステムから流れ出す使用済潤滑油Ｖｏの比に基づく汚染物質のパーセンテージ％を用いて使用済潤滑油の塩基価を判定する本発明の特徴の実施形態２２７を示す。これらのインピーダンス、温度、出力流量は、この発明の装置、例えば、図５に示す装置１４５によって測定することができる。便宜上、図１０、図１１または図１２に示すものと同じ機能を有する方法ブロックには同じ番号を付している。
【００７５】
方法２２７は、ブロック１８９において、機器が起動するたびに開始され、ブロック２２９に進んで使用済潤滑油の測定総インピーダンスＺＴＭ、使用済潤滑油の温度Ｔ、新鮮潤滑油の総インピーダンスＺＴｉ、新鮮潤滑油の温度Ｔｉ、存在し得る汚染物質の総インピーダンスＺＴＳ、存在し得る汚染物質の温度ＴＳ、機器内に入る新鮮潤滑油の流量Ｖｉ、および機器から出る使用済潤滑油の流Ｖｏ量を読み取る。インピーダンスＺＴＭ、ＺＴｉ、およびＺＴＳは、実際のインピーダンスもしくはインピーダンス相当物、またはインピーダンスに変換可能な測定値とすることができる。同様に、Ｔ、Ｔｉ、およびＴＳは、実際の温度または温度相当物とすることができ、ＶｉおよびＶｏは、実際の流量または流量相当物とすることができる。ブロック２２９で読み取られる値は、本質的に瞬間的な測定値とすることができ、より長い時間に渡って平均化および／またはフィルタリングすることもできる。いずれの場合にも、ブロック２２９において値を読み取った後、方法２２７では、温度補償したＺＴＭＣ、ＺＴｉＣ、およびＺＴＳＣが、効果的に、潤滑油および汚染物質が温度「Ｃ」に固定される場合に測定されるであろう総インピーダンスとなるように、インピーダンスＺＴＭ、ＺＴｉ、およびＺＴＳを、それぞれの温度Ｔ、ＴｉおよびＴＳでそれぞれの関数「ｈ」、「ｋ」および「ｍ」を用いて補償する。ブロック２１７において、方法２２７は、上記流量の比がΔよりも大きいかどうかを判定する。ブロック２１７の判定が「ｙｅｓ」である場合、汚染物質が存在することを意味し、方法２２７では、ブロック２３３において、図１２の方法２３１について説明したように、関数「Ｅ」を用いて、汚染物質のパーセンテージ％を判定または推定する。ブロック２３５において、方法２２７は、図８および表１を参照して説明したように、使用済潤滑油の温度補償した測定総インピーダンスＺＴＭＣ、汚染物質の温度補償した総インピーダンスＺＴＳＣ、および汚染物質のパーセンテージ％の関数「ＧＣ」を用いて、汚染されていない使用済潤滑油の実際の温度補償総インピーダンスＺＴＣを推定する。ブロック２１７の判定が「ｎｏ」である場合、本質的に汚染物質が存在しないことを意味し、方法２２７では、ブロック２３７において、温度補償した測定インピーダンスＺＴＭＣと等しい使用済潤滑油の温度補償総インピーダンスＺＴＣを設定する。ブロック２３３またはブロック２３５のいずれかにおいてＺＴＣが判定されると、方法２２７では、図１１の方法２０３と同様に、ブロック２０９において、使用済潤滑油のＴＢＮを判定し、ブロック１９９において、判定したＴＢＮを出力する。ブロック１９９においてＴＢＮ情報を出力した後、方法２２７は、ブロック２１５に戻り、前回の読取の「Ｘ」分後に、上記の総インピーダンス、温度および流量を再度読み取り、廃棄潤滑油ＴＢＮを判定出力する工程を開始する。このように、方法２２７は、廃棄潤滑油のＴＢＮを本質的に継続して監視する。
【００７６】
図１３の実施形態２２７は、機器が「ｏｎ」の場合に本質的に継続して使用済潤滑油のＴＢＮを監視するが、他の実施形態では、この発明の方法は、例えば、操作員から、他のコントローラからのサービス技術者の判定を指示する入力を受け取ったときのみ、使用済潤滑油のＴＢＮを判定するようにすることができる。
【００７７】
図１３の実施形態２２７では、３つの測定総インピーダンスの全てが温度補償されるように示されているが、他の実施形態では、この発明の方法は、他の２つの温度が比較的に固定される場合、それらのインピーダンスのうちの１つの温度補償のみを必要とするようにしてもよい；他の実施形態では、他の温度が比較的に固定される場合、２つのインピーダンスのみを温度補償してもよい。
【００７８】
図２、図３、図５のそれぞれの装置４９、装置１０７、装置１４５、ならびに図１２および図１３の方法２１３および２２７は、使用済潤滑油が汚染されているかどうかを判定し、汚染されていない使用済潤滑油の総インピーダンスを推定する手段として流量を用いると例示説明されている。他の実施形態では、先に述べたように、例えば、汚染の存在および濃度についての情報を導電管路９９によりコントローラ８３に入力することができ、他の手段を用いて汚染物質の存在および量を判定することもできる。
【００７９】
本発明の特定の実施形態を例示説明したが、本発明の最も広義の局面において本発明から逸脱することなく、各種組み合わせ、変更および改変を行い各種用途における使用済潤滑油のＴＢＮ判定の要求を満たすことが可能であることは明白である。特に、上述した発明により実施される各種機能に関して、本発明の個々の部品またはサブシステムを説明するために用いられた用語（「手段」と言及したものを含む）は、特に断りがない限り、本明細書中において示した本発明の実施形態の機能を実施する上記部品またはサブシステムと構造的または電子的に等価でなくても、上記部品またはサブシステム（例えば、機能的に等価である）の特定の機能を実施するあらゆる部品またはサブシステムに対応するものとする。また、本発明の特定の特徴を、いくつかの実施形態のうちの１つについてのみ開示している場合があるが、そのような構成は、所与のまたは特定の用途について好ましく有利であり得る他の実施形態の他の特徴の１つ以上と組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】図１は、クロスヘッド構造をした低速２ストロークディーゼル機関の１つのシリンダーを表す概略図である。
【図２】図２は、使用済潤滑油に電位を印加し、その応答を測定することにより、使用済潤滑油の塩基価を判定する本発明の装置の１つの実施形態を表す概略図であり、この装置は使用済潤滑油温度を制御する。
【図３】図３は、使用済潤滑油に電位を印加してその応答を測定することにより、使用済潤滑油の塩基価を判定する本発明の装置の１つの実施形態を表す概略図であり、使用済潤滑油の温度が監視されるが制御されない。
【図４】図４は、使用前の新鮮潤滑油に第１の電位を印加してその新鮮潤滑油の第１の応答を測定し、使用後の潤滑油に第２の電位を印加してその潤滑油の第２の応答を測定することにより、使用済潤滑油の塩基価を判定する本発明の装置の１つの実施形態を表す概略図であり、新鮮潤滑油の温度および使用済潤滑油の温度が監視されるが制御されない。
【図５】図５は、使用前の新鮮潤滑油に第１の電位を印加してその新鮮潤滑油の第１の応答を測定し、使用後の潤滑油に第２の電位を印加してその潤滑油の第２の応答を測定し、使用済潤滑油を汚染する可能性がある流体に第３の電位を印加してその流体の第３の応答を測定することにより、使用済潤滑油の塩基価を判定する本発明の装置の１つの実施形態を表す概略図である。
【図６】図６は、新鮮潤滑油および使用済潤滑油の総インピーダンスを実験室的に判定した全塩基価（ＴＢＮ）の関数として表すグラフである。
【図７】図７は、新鮮潤滑油の総インピーダンスを実験室的に判定したＴＢＮの関数として表すグラフである。
【図８】図８は、新鮮潤滑油および使用済潤滑油の総インピーダンスを汚染パーセンテージの関数として表すグラフである。
【図９】図９は、汚染された使用済潤滑油の測定総インピーダンスと、２つの方法によって汚染パーセンテージの関数として計算された値とを比較する表である。
【図１０】図１０は、測定した使用済潤滑油の総インピーダンスを使用済潤滑油ＴＢＮの判定に用いる本発明方法の特徴のフローチャートである。
【図１１】図１１は、測定した使用済潤滑油の総インピーダンスおよび新鮮潤滑油の総インピーダンスを温度補償して使用済潤滑油ＴＢＮの判定に用いる本発明方法の特徴のフローチャートである。
【図１２】図１２は、使用済潤滑油の総インピーダンス、新鮮潤滑油の総インピーダンス、および使用済潤滑油中の汚染物質の量を使用済潤滑油ＴＢＮの判定に用いる本発明方法の特徴のフローチャートである。
【図１３】図１３は、使用済潤滑油の総インピーダンス、新鮮潤滑油の総インピーダンス、および汚染物質の総インピーダンスを温度補償して、使用済潤滑油中の汚染物質の量と共に使用済潤滑油ＴＢＮの判定に用いる本発明方法の特徴のフローチャートである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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