(57)【要約】【課題】流体に含まれる微量の磁性微粉の測定を従来よりも容易に実現する。【解決手段】ドレイン管２の底面２ｂに開口部２ｐを設ける。測定管３を開口部２ｐに接続する。測定管３の底面３ｂに流体ＦＬを一定時間溜める。流体ＦＬに含まれる磁性微粉ＰＤが沈殿し堆積したら、測定用コイル１１およびＡ／Ｄコンバータ１２などによって、測定管３の底面３ｂ付近の電磁気的特性を検出する。そして、検出した電気的特性に基づいてＣＰＵ１６によって流体ＦＬに含まれる磁性微粉ＰＤの濃度を求める。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体に含まれる粉の濃度を測定する濃度測定システムであって、
前記流体が流れる第一の管の壁部に設けられた開口に接続しかつ前記開口から出る前記流体を溜めるための第二の管と、
前記粉が堆積した前記第二の管の底部の電磁気的な特性を検出する特性検出手段と、
前記特性検出手段によって検出された前記特性に基づいて前記濃度を測定する濃度測定手段と、
を有することを特徴とする濃度測定システム。
【請求項２】
前記特性検出手段は、前記第二の管の底部を囲みまたは当該底部の下に配置するコイルと、当該コイルのインピーダンスを検出するインピーダンス検出手段とを有し、前記特性として、前記粉が前記第二の管の底部に堆積している状態で前記インピーダンス検出手段によって前記インピーダンスを検出する、
請求項１記載の濃度測定システム。
【請求項３】
前記第二の管は、前記流体の流量または予測される前記濃度に応じて長さが調節される、
請求項１または請求項２記載の濃度測定システム。
【請求項４】
前記第二の管として、前記流体の流れ方向に並べて前記第一の管に接続するための、容量の相違する複数の管を有し、
複数の前記第二の管は、前記流体の流量または予測される前記濃度に応じて使い分けられる、
請求項１または請求項２記載の濃度測定システム。
【請求項５】
流体に含まれる粉の濃度を測定する濃度測定方法であって、
前記流体が流れる第一の管の壁部に設けられている開口に、前記開口から出る前記流体を溜めるための第二の管を接続しておき、
前記粉が堆積した前記第二の管の底部の電磁気的な特性を検出し、
検出した前記特性に基づいて前記濃度を測定する、
ことを特徴とする濃度測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体に含まれる粉末の濃度を計測するシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋼構造物の安全性を保証する検査技術の一つに磁粉探傷試験法がある。非特許文献１によると、磁粉探傷試験法は、非破壊試験法の一種であって、具体的には次のような検査方法である。
【０００３】
強磁性材である鋼で製造される溶接構造物の溶接部分を磁化し、磁性微粉を含んだ検査液を滴下する。表面に割れなどのきず（傷）が存在すると、きずの部分に磁性微粉が吸着する。これにより、きずの部分を特定することができる。きずの部分に吸着する磁性微粉の量は、試験体の表面の磁化の程度つまり傷漏洩磁束量や検査液中に含まれる磁性微粉の量に依存する。そのため、検査液中の磁性微粉の濃度（磁粉濃度）を一定の濃度に管理することが重要であり、日本工業規格などにその測定方法が規定されている。
【０００４】
検査液中の磁粉濃度の測定方法は、作業員が検査作業を行う場合に適用される。作業員が行う検査作業では、鋼材表面に付着した磁性微粉が形成する模様を検査員が目視で観察し磁粉濃度を判定する。よって、個人差や環境などの要因が影響し、客観的な判定ができないなどの問題がある。近年は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラなどで模様を撮影し、コンピュータで画像処理技術によって模様を分析し磁粉濃度を判定する方法が、適用されるようになった。また、これらのＣＣＤカメラおよびコンピュータが備わった自動磁粉探傷装置が、提案されている。
【０００５】
このような自動磁粉探傷装置では、きずの部分に付着した磁性微粉が形成する模様を撮影し、その模様に紫外線を照射したときに生じる蛍光発光量を測定する。よって、試験体の表面に適用する検査液の磁粉濃度を一定にすることが必須である。
【０００６】
そのため、検査液の磁粉濃度を定量的に自動測定する方法が提案されている。例えば、特許文献１に記載される方法は、標準試験体を、蛍光磁粉を含む検査液に浸漬し、標準試験体に付着する蛍光磁粉を、紫外線を照射してカメラで撮影する。特許文献２に記載される方法は、検査液である磁粉液を、ブリッジ回路を形成するコイル中に挿入し、磁粉濃度を測定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−７５０９８号公報
【特許文献２】特開２００９−５８２８６号公報
【特許文献３】特許第４１０１７９２号
【非特許文献１】”磁粉探傷試験II（２００７年版）”、社団法人  日本非破壊検査協会  編集、平成１９年１０月１日発行
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
これらの方法は、通常、検査員の目視判定による磁粉濃度の検査の作業を補うことを対象としており、３００ｐｐｍ以上の濃度の液体にしか適用できなかった。
【０００９】
しかし、最近、電子工業や精密工業分野では「マイクロ接合」と呼ばれる溶接やロウ付け部分の割れ検査にも、磁粉探傷が適用されるようになってきた。このような適用対象の場合には、通常、７０〜１００ｐｐｍ程度の濃度の検査液が用いられるため、上記の測定方法では感度が不足し、測定が困難であった。
【００１０】
また、舶用のディーゼル機関や自家用発電機に用いられるディーゼル機関などでは潤滑オイルの異物混入管理が行われている。５０ｐｐｍ以上の鉄粉（磁性粉末）がオイル中に混入している場合には、ディーゼル機関に何らかの異常が発生し、ディーゼル機関が損傷する恐れがある。よって、ディーゼル機関を損傷無く円滑に運転するためには、オイル中の鉄粉の濃度を測定することが不可欠であるとされている。この目的を達成するためにオイル中の鉄粉の濃度を電磁気的な方法で測定する装置が市販されているが、数十ｐｐｍ程度の微量の鉄粉を対象とした場合には精密な測定が困難である。また、オンライン測定は不可能であった。
【００１１】
さらに低い濃度の測定を可能にするための方法が特許文献３に開示されている。この方法によると、液体中の微量な鉄粉を磁石などを用いて測定可能な量になるまで吸引捕捉する。５００ｐｐｍの濃度の測定が可能な測定手法と組み合わせれば、吸引捕捉の時間を制御することで５０ｐｐｍ程度の濃度も測定可能になる。しかしながら、特許文献３に開示される方法では、鉄粉の吸引用の磁石の位置を機械的に制御しなければならない。鉄粉の吸引用の磁石として電磁石を用いる場合には、電流の制御が必要である上、直流磁化による残留磁気の影響で測定値に誤差を生じる恐れがあった。
【００１２】
本発明は、上述の問題点に鑑み、流体に含まれる微量の磁性微粉などの測定を従来よりも容易に実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の一形態に係る濃度測定システムは、流体に含まれる粉の濃度を測定する濃度測定システムであって、前記流体が流れる第一の管の壁部に設けられた開口に接続しかつ前記開口から出る前記流体を溜めるための第二の管と、前記粉が堆積した前記第二の管の底部の電磁気的な特性を検出する特性検出手段と、前記特性検出手段によって検出された前記特性に基づいて前記濃度を測定する濃度測定手段と、を有することを特徴とする。
【００１４】
好ましくは、前記特性検出手段は、前記第二の管の底部を囲みまたは当該底部の下に配置するコイルと、当該コイルのインピーダンスを検出するインピーダンス検出手段とを有し、前記特性として、前記粉が前記第二の管の底部に堆積している状態で前記インピーダンス検出手段によって前記インピーダンスを検出する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によると、流体に含まれる微量の磁性微粉などの測定を従来よりも容易に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一形態に係る磁粉濃度測定システムの構成および本発明の原理の例を示す図である。
【図２】管理用磁粉濃度測定装置の構成の例を示す図である。
【図３】プログラムによる処理の手順の例を示す図である。
【図４】所定の時刻ごとに測定した磁粉濃度の結果の例を示す図である。
【図５】電圧と磁粉濃度との関係の例を示す図である。
【図６】３本の測定管とドレイン管との接続の例を示す図である。
【図７】磁粉濃度測定システムの変形例を示す図である。
【図８】磁粉濃度測定システムの変形例を示す図である。
【図９】非磁性微粉の濃度の測定結果の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１は本発明の一形態に係る磁粉濃度測定システムＳＹの構成および本発明の原理の例を示す図、図２は管理用磁粉濃度測定装置１の構成の例を示す図、図３はプログラムによる処理の手順の例を示す図である。
【００１８】
図１に示す磁粉濃度測定システムＳＹは、本発明の一形態に係る濃度測定システムであって、管理用磁粉濃度測定装置１、ドレイン管２、および測定管３などによって構成される。
【００１９】
管理用磁粉濃度測定装置１は、ドレイン管２を通る流体ＦＬに分散浮遊するように含まれる例えば鉄粉などの磁性微粉ＰＤの濃度を定量的に測定（計測）する。以下、流体中の磁性微粉ＰＤの濃度を「磁粉濃度」と記載する。
【００２０】
ドレイン管２の壁部２ｂには開口部２ｐが設けられている。測定管３は、非金属製の管であって、上端に開口部３ａを有し、底面３ｂが半球状になっている。そして、ドレイン管２の開口部２ｐに測定管３の開口部３ａが接続されている。また、測定管３は、ドレイン管２に対して垂直方向になるように設けられている。ドレイン管２および測定管３の断面は、例えば円または矩形などである。
【００２１】
このような構成により、ドレイン管２を流れる流体ＦＬの一部または全部が測定管３に注ぎ込まれる。そして、しばらくすると、流体ＦＬに含まれる磁性微粉ＰＤの一部または全部が測定管３の底面３ｂに沈降し堆積する。
【００２２】
ドレイン管２の上流側の端部は、例えば、磁粉探傷用検査液タンクに接続される。ドレイン管２には、流体ＦＬとして磁粉探傷用の検査液が流される。または、端部および下流側の端部は、それぞれ、エンジンオイルの循環用配管（循環パイプ）の上流側および下流側に、ドレイン管２がこの循環用配管をバイパスを形成するように、接続される。ドレイン管２には、エンジンオイルが上流側から下流側へ過流する。そして、検査液またはエンジンオイルに含まれる磁性微粉ＰＤの一部が測定管３の底面３ｂに沈降し堆積する。
【００２３】
流体ＦＬに含まれる磁性微粉ＰＤの量は、検査の条件やエンジンの作動状況などによって変化する。よって、測定管３に入る磁性微粉ＰＤの量も、時間とともに変化し得る。
【００２４】
測定管３として、底面３ｂに沈降する磁性微粉ＰＤの量を所定の時間の流量中に含まれる磁性微粉ＰＤの積分値であると見なせる量の流体ＦＬを蓄えることができる測定管が、用いられる。
【００２５】
すなわち、流体ＦＬの流量がＳ［リットル／時］であり所定の時間がＴａである場合は、少なくともＳ×Ｔａ［リットル］の容量を持つ測定管が、測定管３として用いられる。例えば所定の時間Ｔａが「１時間」である場合は、Ｓ［リットル］の容量を持つ測定管が測定管３として用いられる。そして、１時間でＳ［リットル］の流体ＦＬが溜まる。さらに、流体ＦＬの磁粉濃度がα［ｐｐｍ］である場合は、測定管３の底面３ｂには、１時間で約０．００１α［グラム］の磁性微粉ＰＤが堆積する。
【００２６】
測定管３の底面３ｂ付近を囲むようにまたは底面３ｂの近傍にパンケーキコイルまたはプレーナコイルなどのコイルを配置する。流体ＦＬをドレイン管２に流し始めて１時間で０．１［グラム］の磁性微粉ＰＤが底面３ｂに堆積することによってコイルのインピーダンスがＺ０［オーム］からＺ１［オーム］に変化する。変化率Ｚ１／Ｚ０が十分に大きく磁粉濃度の測定が容易なのであれば、２００ｐｐｍの磁粉濃度の測定を行うためには、流体ＦＬを３０分間、ドレイン管２に流し、測定管３に溜めればよい。この場合は、少なくともＳ／２［リットル］の容量を持つ測定管３が必要である。同様に、５０ｐｐｍの磁粉濃度の測定を行うためには、流体ＦＬを２時間、ドレイン管２に流し、測定管３に溜めればよい。この場合は、少なくとも２Ｓ［リットル］の容量を持つ測定管３が必要である。
【００２７】
つまり、流体ＦＬの磁粉濃度が２００ｐｐｍ程度と予測される場合および５０ｐｐｍ程度と予測される場合それぞれに応じた容量の測定管３を用いればよい。同様に、流量に応じた測定管３を用いればよい。
【００２８】
なお、パンケーキコイルまたはプレーナコイルのインピーダンスの変化の検出は、一般に市販されているインピーダンス測定器によって行えばよい。この場合は、管理用磁粉濃度測定装置１にインピーダンス測定器が設けられる。または、後述するゼロ調整器またはダミーコイルを用いる方法によって行ってもよい。
【００２９】
コイルのインピーダンスは、底面３ｂに堆積している磁性微粉ＰＤの量によって変化する。また、磁粉濃度は、上述の通り、磁性微粉ＰＤが堆積した量および堆積するのに要した時間によって決まる。
【００３０】
そこで、磁性微粉ＰＤの量とコイルのインピーダンスとの関係（以下、「第一の関係」と記載する。）を、実験などによって予め求めておく。さらに、所定の時間Ｔａ（例えば、１時間）に堆積した磁性微粉ＰＤの量と磁粉濃度との関係（以下、「第二の関係」と記載する。）も、予め求めておく。そして、第一の関係および第二の関係に基づいて、インピーダンスと磁粉濃度との関係を求めておく（図５参照）。コイルのインピーダンスの大小は、後述するように電圧の大小によって表すことができる。そこで、以下、上記のインピーダンスと磁粉濃度との関係を「電圧−濃度関係」と記載する。なお、コイルのインピーダンスは、上述の通り、磁性微粉ＰＤの堆積量によって決まるので、測定管３の底部の電磁気的な特性をも表している、と言える。
【００３１】
この電圧−濃度関係は、流体ＦＬの磁粉濃度の本計測の際に、次のように用いられる。測定管３を空にしておき、計測の開始と同時に流体ＦＬを所定の時間Ｔａだけドレイン管２に流す。所定の時間Ｔａの経過後、測定管３の底面３ｂに磁性微粉ＰＤが堆積した状態でコイルのインピーダンスの変化を電圧として検出する。そして、予め求めておいた電圧−濃度関係より磁粉濃度を決定する。
【００３２】
または、電圧−濃度関係の代わりにインピーダンスの値（「オーム」で表す値）と濃度との関係を用いても、流体ＦＬの磁粉濃度の測定を行うことができる。
【００３３】
管理用磁粉濃度測定装置１は、図２に示すように、測定用コイル１１、Ａ／Ｄコンバータ１２、発信器１３、ゼロ調整器１４、ダミーコイル１５、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１６、ＲＡＭ（Random Access Memory）１７、ＲＯＭ（Read Only Memory）１８、表示装置１Ａ、および入力装置１Ｂなどによって構成される。
【００３４】
管理用磁粉濃度測定装置１は、上述の原理を用いることによって、流体ＦＬの中の磁性微粉ＰＤの濃度の測定を行う。
【００３５】
表示装置１Ａは、ＣＰＵ１６によって行われた処理の結果などを表示するための、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）ディスプレイまたはＬＣＤ（Liquid Crystal Display）などの装置である。
【００３６】
入力装置１Ｂは、ユーザが管理用磁粉濃度測定装置１に対してデータを入力したり指令を与えたりするためのキーボードまたはマウスなどの装置である。
【００３７】
測定用コイル１１は、測定管３の底面３ｂ付近を囲むようにまたは底面３ｂの真下に配置されて用いられる。測定用コイル１１として、例えば外径５．０ミリメートル、巻数１００Ｔのパンケーキコイルが用いられる。または、外径３５ミリメートル、巻数４０Ｔのプレーナコイルが用いられる。
【００３８】
ダミーコイル１５は、測定用コイル１１と同等のコイルである。測定用コイル１１とダミーコイル１５との中間の点ＴＭ１は、整流器および増幅器を介してＡ／Ｄコンバータ１２に接続されている。
【００３９】
発信器１３は、一定の周波数および強さの交流電圧を測定用コイル１１およびダミーコイル１５へ印加する。Ａ／Ｄコンバータ１２は、一定の強さの電圧が発信器１３によって印加された際に点ＴＭ１にかかる電圧をデジタル値に変換してＣＰＵ１６へ出力する。つまり、点ＴＭ１にかかる電圧の測定結果をデジタル値として出力する。
【００４０】
ところで、測定管３の底面３ｂに堆積している磁性微粉ＰＤの量に応じて測定用コイル１１のインピーダンスが変化する。よって、この量に応じて、点ＴＭ１にかかる電圧も変化し、Ａ／Ｄコンバータ１２から出力される値も変化する。よって、Ａ／Ｄコンバータ１２は測定用コイル１１のインピーダンスを検出していると、言える。
【００４１】
ＲＯＭ１８には、電圧−濃度関係を示すデータのほか、Ａ／Ｄコンバータ１２から出力される電圧のデジタル値に基づいて磁粉濃度を算出するためのプログラムが記憶されている。これらのデータおよびプログラムは、管理用磁粉濃度測定装置１が起動する際にＲＡＭ１７にロードされる。このプログラムは、ＣＰＵ１６によって実行される。ＣＰＵ１６は、このプログラムに基づいて図３に示す手順の処理を行う。
【００４２】
図３において、ＣＰＵ１６は、計測の開始の指令が入力装置１Ｂによって入力されると、流体ＦＬがドレイン管２に流れ始めるようにドレイン管２を制御するとともに（＃１００）、流体ＦＬがドレイン管２に流れ始めてからの時間の計測を開始する（＃１０１）。
【００４３】
ＣＰＵ１６は、所定の時間Ｔａが経過したら（＃１０２でＹｅｓ）、一定の周波数および強さの交流電圧を印加するように発信器１３を制御し（＃１０３）、点ＴＭ１の電圧を測定する（＃１０４）。そして、測定した電圧と電圧−濃度関係とに基づいて、磁粉濃度を決定する（＃１０５）。
【００４４】
このようにして、流体ＦＬの磁粉濃度が測定される。ＣＰＵ１６は、必要に応じて、測定した磁粉濃度を表示装置１Ａに表示させる。
【００４５】
または、磁粉濃度と点ＴＭ１の電圧との関係の代わりに磁粉濃度と市販のインピーダンス測定器で測定したインピーダンスとの関係に基づいて磁粉濃度を測定してもよい。
【００４６】
なお、ゼロ調整器１４は、測定管３が空の状態で測定したときの点ＴＭ１の電圧がゼロとして増幅器から出力されるように補正を行う回路である。ゼロ調整器１４を用いれば、測定管３が空であるときの測定用コイル１１のインピーダンスを基準にして、測定管３に磁性微粉ＰＤが堆積しているときの測定用コイル１１のインピーダンスの変化を検出することができる。
【００４７】
または、流体ＦＬの温度が管理用磁粉濃度測定装置１の温度ドリフトを生じさせ測定誤差を発生させる場合は、放熱器を用いて測定管３の中の温度を、測定に悪影響を及ぼさない程度に調整してもよい。
【実施例１】
【００４８】
図４は所定の時刻ごとに測定した磁粉濃度の結果の例を示す図である。
【００４９】
測定管３として、内径３０ミリメートル、高さ３００ミリメートルの非金属製の測定管３を用いる。測定管３の容積は、約２１０ミリリットルである。測定用コイル１１としてパンケーキコイルを用い、測定用コイル１１を測定管３の底面３ｂに貼り付ける。さらに、通常のＪＩＳ（Japanese Industrial Standards）で規定されている検査液濃度「０．５グラム／リットル」程度の濃度の検査液を流体ＦＬとして用いる。
【００５０】
このような条件下で測定管３に流体ＦＬを滴下し測定管３が流体ＦＬで一杯になったとき、測定管３の底面３ｂには、約０．１グラムの磁性微粉ＰＤが堆積する。
【００５１】
この流体ＦＬを検査液として用い、流体ＦＬの磁粉濃度を測定したところ、約１０分で磁性微粉ＰＤが測定管３の底面３ｂに沈降して堆積する。ここで、点ＴＭ１の電圧を測定し、電圧−濃度関係に基づいて磁粉濃度を測定する。そして、流体ＦＬの磁粉濃度を一定の範囲に保つために、適宜、磁性微粉ＰＤを流体ＦＬに投入する。これらの作業を４時間または８時間の間隔で行う。
【００５２】
このように測定および投入を行ったところ、図４に示すような測定結果が得られる。また、管理用磁粉濃度測定装置１を用いることによって、検査液が管理の水準を外れることなく維持されていることが確認でき、検査液の入替え時期が適切に判ることなどの効果が確認できた。
【実施例２】
【００５３】
図５は電圧と磁粉濃度との関係の例を示す図である。
【００５４】
実施例２は、舶用多気筒ディーゼルエンジンのオイル中の磁性微粉を測定する例である。したがって、実施例２では、舶用多気筒ディーゼルエンジン中のオイルが流体ＦＬである。
【００５５】
ドレイン管２を流れるオイル量は、本例においては約１０ミリリットル／分である。そこで、測定管３として容積が６００ミリリットルの測定管が用いられる。測定管３は約１時間で流体ＦＬで満たされる。磁性微粉ＰＤが沈殿するのを待つために、流体ＦＬが満杯になった後、約３０分が経過した後に測定を開始する。そして、上述の原理によって磁粉濃度の測定を行う。
【００５６】
舶用多気筒ディーゼルエンジンの本運用の前に、オイルに純鉄試薬（Ｆｅ）を混合させて作った試験液を流体ＦＬとして用いて、この流体ＦＬの磁粉濃度の測定を行った。すると、図５に示すような結果が得られる。この結果から明らかなように、５０ｐｐｍ以上の鉄粉濃度（磁粉濃度）であれば良好に測定ができることが明らかとなり、本発明の方法が優れていることが判る。
【００５７】
図６は３本の測定管３とドレイン管２との接続の例を示す図、図７は磁粉濃度測定システムＳＹの変形例を示す図である。
【００５８】
容量がそれぞれＳ／２、Ｓ、および２Ｓである３本の測定管３を図６のようにドレイン管２に接続し、いずれかの測定管３に堆積した磁性微粉ＰＤを用いて磁粉濃度の測定を行ってもよい。
【００５９】
例えば、図７に示すように、それぞれ５００ミリリットル、１００ミリメートル、および２０００ミリリットルの容量を持つ３本の測定管３１、３２、および３３を測定管３として用意する。
【００６０】
上流側から測定管３１、３２、および３３の順に（つまり、容量の小さい順に）ドレイン管２に接続されている。舶用多気筒ディーゼルエンジンにおいて、オイルつまり流体ＦＬは、潤滑オイル循環配管を通って循環するが、ドレイン管２は、この潤滑オイル循環配管をバイパスするように取り付けられている。
【００６１】
測定管３１、３２、および３３には、それぞれ１つずつ、測定用コイル１１を配置する。さらに、３つの測定用コイル１１のうちのいずれか１つを選択してＡ／Ｄコンバータ１２に接続するためのセンサ切替スイッチ１Ｄを用意する。センサ切替スイッチ１Ｄは、ＣＰＵ１６によって制御される。なお、図７では記載を省略しているが、管理用磁粉濃度測定装置１には、図１に示した通り、ＣＰＵ１６、ＲＡＭ１７、ＲＯＭ１８、表示装置１Ａ、および入力装置１Ｂが備わっている。
【００６２】
また、図面には記載していないが測定管３には流体ＦＬつまりオイルを排出する機構および測定管３の内面を洗浄する機構が備えられている。そして、測定が終了した後、次の測定のために、流体ＦＬを排出し、残留した磁性微粉ＰＤつまり鉄粉を洗浄することができるようになっている。
【００６３】
一般に、エンジンが作動してから一定の時間が経過するとオイル中に鉄粉などの混入が見られるようになり、エンジンの稼働時間とともにその量は増加する。したがって、時間の経過とともに、測定管３３、３２、および３１の順に、測定のための使用が可能になる。つまり、時間が経過するにつれて、容量の小さい測定管３の使用が可能になる。
【００６４】
すなわち、最初は、最大の容量を有する測定管３３を用いて測定を行う。さらに具体的には、測定管３３が流体ＦＬで一杯になったときまたは磁性微粉ＰＤの沈殿を待って測定を行う。２番目に、２番目の容量を有する測定管３２を用いて同様に測定を行う。そして、最後に、最小の容量を有する測定管３１を用いて同様に測定を行う。
【００６５】
このように、３つの異なる容量の測定管３を有する磁粉濃度測定システムＳＹを用いると、オイルへの鉄粉の混入量の最小値および最大値を設定することができる。さらに、測定管３３による測定が可能になった時点から測定管３２による測定が可能になった時点までの時間を計測し、または、測定管３２による測定が可能になった時点から測定管３１による測定が可能になった時点までの時間を計測することによって、鉄粉の混入量の増加率を知ることが可能となる。
【００６６】
また、一般に、エンジンは、航海中、連続して運転されているので、オイル中の磁粉濃度を測定することで各気筒の作動状況を知ることができる。長時間運転中に各気筒それぞれのシリンダ条件に差異が生じ、ピストンおよびシリンダの摺動状況が異なってしまう。これらの差異は、各気筒のオイルの疲労度合いや磨耗による鉄粉の混入状態の差異として表れ、磁粉濃度の差として表れる。そこで、鉄粉混入量の増加率を知ることによって、許容最大濃度を測定した後、あとどの程度の時間、各気筒を作動させることが可能かを知ることができる。
【００６７】
なお、図６および図７に示したように、上流側から容量の小さい順に測定管３１〜３３を配置したが、容量の大きい順に配置してもよい。
【実施例３】
【００６８】
図８は磁粉濃度測定システムＳＹの変形例を示す図、図９は非磁性微粉ＰＤｂの濃度の測定結果の例を示す図である。
【００６９】
上述の例では、鉄粉などの磁性微粉ＰＤの濃度を測定する場合について説明した。実施例３では、流体ＦＬｂに含まれるステンレス鋼、アルミニウム、または銅などの非磁性の金属粉（以下、「非磁性微粉ＰＤｂ」と記載する。）の濃度の測定を行う。
【００７０】
管理用磁粉濃度測定装置１は、図１に示した各構成要件のほか、図８に示すように、ソレノイド状コイル１Ｅおよび電源装置１Ｆを有する。
【００７１】
ドレイン管２の上流側の端部は、攪拌装置の排出管（図示せず）に取り付けられている。ソレノイド状コイル１Ｅは、測定管３の底面３ｂ付近を取り巻くように配置されている。測定用コイル１１として、パンケーキコイルが用いられる。測定用コイル１１は、測定管３の底面３ｂの真下に配置されている。電源装置１Ｆは、ソレノイド状コイル１Ｅに交流電流を供給する。
【００７２】
電源装置１Ｆがソレノイド状コイル１Ｅに交流電流を供給するとソレノイド状コイル１Ｅに交番磁界が発生する。この磁界による電磁誘導によって、測定用コイル１１に電圧が発生する。電磁誘導の大きさは、ソレノイド状コイル１Ｅと測定用コイル１１との相互インダクタンスに依存するので、測定用コイル１１に発生する電圧もこの相互インダクタンスに依存する。
【００７３】
しかし、測定管３に非磁性微粉ＰＤｂが堆積していると、非磁性微粉ＰＤｂの堆積量に応じて渦電流が流れ、この影響によって、測定用コイル１１に発生する電圧が変化する。
【００７４】
そこで、測定用コイル１１に発生する電圧と非磁性微粉ＰＤｂの堆積量と関係を予め求めておく。そして、本測定において、測定用コイル１１の電圧を測定し、予め求めておいた上記の関係に基づいて非磁性微粉ＰＤｂの堆積量を知ることができる。また、電圧の推移を観測することによって非磁性微粉ＰＤｂの堆積量の推移を知ることができる。例えば、流体ＦＬｂがエンジンオイルでありかつ非磁性微粉ＰＤｂとしてＳＵＳ３０４粉末が含まれている場合に、図９に示すような測定結果が得られる。
【００７５】
そして、堆積量および堆積するのに要した時間に基づいて、流体ＦＬｂに含まれる非磁性微粉ＰＤｂの濃度を決定することができる。
【００７６】
上述の各実施例によると、濃度が５０ｐｐｍくらいの流体であっても、流体の濃度を、鉄粉の吸引用の磁石などを用いることなく従来よりも簡単に測定することができる。
【００７７】
従来の電磁気的手法による測定法は高濃度領域にしか適用できず、従来の微量粉の測定法はオフラインでしか行えなかったが、上述の実施例によると、相当量の金属粉を集めることができるので、電磁気的方法によるオンライン測定の高精度化を実現することができる。しかも、磁粉濃度測定システムの簡易化および保守作業の簡素化を図ることができる。
【００７８】
また、磁粉濃度測定システムＳＹを採用することによって、エンジンなどの製品の品質の保証および管理の精度を向上させることができる。
【００７９】
特に、実施例２によると、シリンダの異常を早期に発見することができる。しかも、異常があったシリンダのみを停止させることができる。よって、エンジンの停止などのエンジン全体としてのトラブルを事前に解消することを図り得る。実施例２を採用したエンジンを用いれば、運送コストの低減などを図ることができる。
【００８０】
実施例２では、容量が相違する３本の測定管３を選択的に用いたが、容量が可変である１本の測定管３を、流体ＦＬの流量または予測される磁粉濃度に応じて容量を変えて用いてもよい。また、各測定管３の形状が相違するようにしてもよい。
【００８１】
本発明は、飲料水を取り扱う食品工業、医薬品などを取り扱う医療産業などの分野においても使用することができる。
【００８２】
上に述べた実施例では、コイルのインピーダンスを検出したが、コイルのインダクタンスを検出するようにしてもよい。コイルのインピーダンスＺとインダクタンスＬとの間には、Ｚ＝２πｆＬ、の関係があるので、インピーダンスの検出とインダクタンスの検出とは等価であると、考えてもよい。または、コイルのリアクタンスを検出してもよい。または、測定管３に堆積する微粉が誘電体である場合は、その誘電体のキャパシタンスを検出してもよい。
【００８３】
その他、磁粉濃度測定システムＳＹ、管理用磁粉濃度測定装置１、ドレイン管２、測定管３の構成、処理内容などは、本発明の趣旨に沿って適宜変更することができる。
【符号の説明】
【００８４】
ＳＹ  磁粉濃度測定システム（濃度測定システム）
１１  測定用コイル（電気的特性測定手段）
１２  Ａ／Ｄコンバータ（電気的特性測定手段）
１４  ゼロ調整器（電気的特性測定手段）
１５  ダミーコイル（電気的特性測定手段）
１６  ＣＰＵ（濃度測定手段）
２  ドレイン管（第一の管）
２ｂ  壁部
２ｐ  開口部（開口）
３  測定管（第二の管）
ＦＬ、ＦＬｂ  流体
ＰＤ  磁性微粉（粉）
ＰＤｂ  非磁性微粉（粉）
【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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