(57)【要約】キャパシタの電極間に配置され、キャパシタ内に二重層効果を発生させる潤滑油のような誘電材料を有するキャパシタの容量を測定するシステム及び方法。可変源が抵抗器と直列に設けられ、キャパシタを通って流れる電流に変化を誘起させる。得られた電流の流れは、センサによってプロセッサ可読電流値に変換される。プロセッサは複数の電流値を記録する。誘起された電流変化に対応する初期値が記録される。電流が概ね安定状態まで指数的に減衰した後に、漏洩値が記録される。この指数減衰中に、複数の他の電流値も記録される。初期値及び漏洩値に基づいて、これらの複数の他の電流値の中から中間値が選択される。初期値、中間値、漏洩値、及び直列抵抗器の抵抗値に基づいて、キャパシタのキャパシタンスが計算される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャパシタの容量を測定する方法であって、
上記キャパシタを通って流れる電流に変化を誘起させるステップと、
上記キャパシタを通って流れる電流に変化の誘起に応答し、初期値、及び上記電流が概ね安定状態にある時に決定される漏洩値を含む複数の電流値を決定するステップと、
上記複数の電流値の決定に応答して上記複数の電流から中間値を選択するステップと、
上記初期値、上記漏洩値、上記中間値、及び抵抗器を通って流れる電流に変化を誘起させた時点と上記中間値の選択に応答しての上記中間値の決定との間の時間に基づいて、上記キャパシタの容量を計算するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
上記漏洩電流を決定するために、上記キャパシタを通って流れる電流に変化を誘起させた後に少なくとも５時定数引き伸ばすステップを更に含み、１時定数は上記キャパシタの所定の容量と所定の抵抗値との積として定義されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
上記キャパシタを通って流れる電流に、１０時定数よりも大きい周期で周期的に変化を誘起させるステップを更に含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
上記複数の電流値の決定に応答して上記初期値と上記漏洩値との間の差の約２０％だけオフセットした漏洩値に等しい理想値を計算するステップを更に含み、
上記中間値は、上記理想値の計算に応答して上記理想値に概ね等しく選択されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
上記複数の電流値の決定に応答して、上記初期値と上記漏洩値との間の差の約１５％だけオフセットした漏洩値と、上記初期値と上記漏洩値との間の差の約２８％だけオフセットした漏洩値との間の関心範囲を計算するステップを更に含み、
上記中間値は、上記関心範囲の決定に応答して上記関心範囲内にあるように選択されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
上記キャパシタ内の電流に上記変化を誘起させる前に、上記キャパシタ内に液体を供給するステップと、
上記容量の計算に応答し、上記キャパシタの容量及び既知のジオメトリに基づいて上記液体の誘電値を計算するステップと、
を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
上記キャパシタ内の電流に上記変化を誘起させる前に、上記キャパシタ内に液体を供給するステップと、
上記複数の電流値の決定に応答し、上記初期値及び上記漏洩値に基づいて上記液体の誘電散逸係数を計算するステップと、
を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
上記キャパシタ内の電流に上記変化を誘起させる前に、上記キャパシタ内に液体を供給するステップと、
上記漏洩値を決定する前に、上記液体の温度を約１００°Ｃに制御するステップと、
上記１００°Ｃにおける上記漏洩値の決定に応答し、上記液体の温度を約４０°Ｃに変化させるステップと、
上記液体の温度の変化に応答し、第２の漏洩値を決定するステップと、
上記漏洩値及び上記第２の漏洩値に基づいて、上記液体の粘度比を計算するステップと、
を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項９】
キャパシタの容量を測定するシステムであって、
上記キャパシタに接続されている抵抗器と、
上記キャパシタを通る電流に変化を誘起させるように動作する可変源と、
上記抵抗器を通って流れる電流を電流値に変換するように動作するセンサと、
初期値、及び上記電流が概ね安定状態にある時に決定される漏洩値を含む複数の電流値を記録し、上記複数の電流値から中間値を選択し、上記初期値、上記漏洩値、上記中間値、及び上記抵抗器を通って流れる電流に変化を誘起させた時点と上記中間値の選択に応答した上記中間値の決定との間の時間に基づいて上記キャパシタの容量を計算するように動作するプロセッサと、
を備えていることを特徴とするシステム。
【請求項１０】
上記プロセッサは更に、上記可変源が上記キャパシタを通って流れる電流に変化を誘起させて上記漏洩電流を決定した後に少なくとも５時定数引き伸ばすように動作し、１時定数は上記キャパシタの所定の容量と上記抵抗器の所定の抵抗値との積として定義されることを特徴とする請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
上記可変源は更に、上記キャパシタを通って流れる電流に少なくとも１０時定数の周期で周期的に変化を誘起させるように動作することを特徴とする請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
上記プロセッサは更に、上記複数の電流値の決定に応答して上記初期値と上記漏洩値との間の差の約２０％だけオフセットした漏洩値に等しい理想値を計算し、上記理想値に概ね等しい上記中間値を選択するように動作することを特徴とする請求項９に記載のシステム。
【請求項１３】
上記プロセッサは更に、上記初期値と上記漏洩値との間の差の約１５％だけオフセットした漏洩値と、上記初期値と上記漏洩値との間の差の約２８％だけオフセットした漏洩値との間で関心範囲を計算し、上記関心範囲の決定に応答して上記関心範囲内にあるように上記中間値を選択するように動作することを特徴とする請求項９に記載のシステム。
【請求項１４】
上記キャパシタ内に配置された液体を有し、上記プロセッサは更に、上記キャパシタの容量及び既知のジオメトリに基づいて上記液体の誘電値を計算するように動作することを特徴とする請求項９に記載のシステム。
【請求項１５】
上記キャパシタ内に配置された液体を有し、上記プロセッサは更に、上記初期値及び上記漏洩値に基づいて上記液体の誘電散逸係数を計算するように動作することを特徴とする請求項９に記載のシステム。
【請求項１６】
上記キャパシタ内に配置された液体を有し、
上記システムは更に、
上記流体の温度を温度値に変換する温度センサを備え、
上記プロセッサは更に、約４０乃至１００°Ｃの間の上記流体の温度の変化によって誘起される上記漏洩値の変化に基づいて、上記流体の粘度比を計算するように動作することを特徴とする請求項９に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（技術分野）
本発明は、キャパシタの電極間に配置された液体の誘電特性を測定するためのキャパシタをベースとする方法に関する。
【０００２】
（従来の技術）
機関及び機械に使用される潤滑油及び他の流体の質を測定するために、容量をベースとするセンサが広く使用されている。キャパシタセンサは、流体が電極間を流れるように位置決めされる。流体の誘電値は、時間の経過、温度、使用、及び他の型の流体の混入に伴って劣化する流体の質として変化する。例えば、機関潤滑油の誘電値は使用時間の経過に伴って増加し、もし水またはグリコールによって侵害されれば直ちに増加する。この誘電値の変化は、キャパシタセンサの合計容量の測定可能な変化として現れる。誘電値が所定のしきい値に到達した時が、保守及び流体の交換を遂行する時点である。
【０００３】
キャパシタセンサの合計容量を測定するために使用される電気回路は、既知の電圧及び既知の直列抵抗器を使用して所定の電圧しきい値までキャパシタを充電する、またはキャパシタから放電するのに必要な時間を測定するように動作するものが多い。この容量測定方法は、流体の誘電挙動が静的であるものと想定している。換言すれば、流体の挙動が固体誘電体に類似しているものとしている。
【０００４】
潤滑油及び類似流体は、固体誘電材料とは異なる誘電挙動を有していることが多い。流体は、双極子モーメント及び静電荷を呈する汚染物を含むことが多い。これらの汚染物は、キャパシタ内の充電電極間に発生する電場に曝されると運動する。均一な電場内の双極子汚染物は、それらが、双極子の２つの分離した電荷を互いに打ち消すように作用する電場及び力に整列するまで運動する。均一電場内の双極子汚染物は電歪を生じ、双極子汚染物は電界強度が増加する方向に向かって押し進められて流体の弾性変形をもたらすようになる。
【０００５】
イオン化した汚染物は、均一及び非均一電場の影響を受けて運動する。正に帯電した汚染物は負に帯電した電極に向かって運動し、負に帯電した汚染物は正に帯電した電極に向かって運動する。正味の結果は、帯電した汚染物が電極の表面に累積し、それに伴ってキャパシタ内に二重層効果が発生することである。汚染物の運動速度は、電場の大きさ及び充電速度、並びに汚染物がそれを通って運動しなければならない流体の粘度に依存する。
【０００６】
動的な汚染運動は、キャパシタセンサの容量を時間依存性にする。従来の測定技術では、容量は、充電速度及び測定に使用される所定の電圧しきい値に依存して変化する。充電時間が短いと、汚染物が平衡に達する十分な時間が与えられない。従って、測定される容量は、汚染物が電極間の周囲を運動するにつれてランダムな変動を受ける。充電時間が長いと、汚染物は安定できるようになる。しかしながら、キャパシタが完全充電に近づくと、所定の電圧の小さい変化が、測定される充電時間に、従って測定される容量に大きい変化を生じさせる。
【０００７】
全ての汚染物が誘電値に変化をもたらすのではない。若干の場合には、汚染物は、概ね同一の誘電値を有する別の型の流体である。例えば、きれいな機関潤滑油にディーゼル燃料を添加しても、測定される誘電定数は僅かな変化しか生じない。流体の質は別の流体によって劣化するが、従来の誘電率検知技術はこの劣化を検出しない。その結果として、従来の容量をベースとするセンサ測定技術は、共通条件の下での精度に欠けていた。
【０００８】
（発明の概要）
本発明は、キャパシタの電極間に配置された誘電材料を有するキャパシタの容量を測定するためのシステム及び方法に関する。本発明は、抵抗器に直列な可変源を使用して、キャパシタを通って流れる電流に変化を誘起させる。センサは、得られる電流の流れをプロセッサ可読電流値に変換する。プロセッサは、複数の時点における複数の電流値を記録する。誘起された電流変化に対応して、初期値が記録される。電流がほぼ安定状まで指数的に減衰した後に、漏洩値が記録される。指数減衰中に、複数の他の電流値も記録される。
【０００９】
初期値及び漏洩値に基づいて、上記複数の他の電流値の中から中間値が選択される。初期値、漏洩値、中間値、電流に変化を誘起させた時点と中間値を決定する時点との間の時間、及び抵抗器の抵抗値を使用して容量を計算する。この方法は、誘電材料がキャパシタ内に二重層効果をもたらす場合に良好に働く。それは、キャパシタを殆ど完全に充電することが可能になり、従って電場及び電場内の誘電材料に安定化時間が与えられるからである。
【００１０】
好ましい実施の形態では、中間値は、初期値と漏洩値との間の差の２０％に設定される理想値にほぼ等しく選択される。これは中間値を、キャパシタがほぼその完全充電に到達し、測定される電流の変化速度が中庸になって良好なアナログ・ディジタル変換が可能になるような指数電流減衰上の点に配置する。代替実施の形態では、中間値は理想値の前後の関心範囲から選択される。
【００１１】
容量が計算されると、キャパシタセンサの容量及び既知ジオメトリから流体の誘電値を計算することができる。誘電値は、流体内の汚染レベルの傾向を示す良好な指標である。更に、誘電散逸係数も計算することができる。
【００１２】
キャパシタのジオメトリ、印加電圧、及び測定された漏洩値に基づいて、誘電材料の導電率も計算することができる。この情報は、流体の誘電値に変化をもたらす、またはもたらさない誘電材料の変化の傾向を見るのに有用である。
【００１３】
流体誘電体の粘度比は、約４０°Ｃ及び１００°Ｃにおける漏洩値を測定し、次いでそれらの比を計算することによって決定することができる。
【００１４】
以上に概要を説明したように、本発明の目的は、誘電体が電極間に二重層効果を発生するような、キャパシタの電極間に配置された誘電材料を有するキャパシタの容量を測定するためのシステム及び方法を提供することである。
【００１５】
これらの、及び他の目的、特色、及び長所は、以下の添付図面に基づく詳細な説明から明白になるであろう。
【００１６】
（実施の形態）
図１は、抵抗器と直列の電圧によって充電されるキャパシタを通して流れる電流１００の正規化されたグラフである。電流１００の時間１０２依存値を、曲線１０４で示す。電流値１０４は、時点０における初期値１０６から始まる。ここでは、初期値１０６は、１に正規化されている。電流値１０４は、時間１０２が増加し、キャパシタが完全充電に接近するにつれて指数的に減衰する。減衰の率は、キャパシタの容量と直列抵抗器の抵抗値との積である時定数τ（タウ）によって決定される。もしキャパシタが理想キャパシタであれば、電流値１０４は長い時間１０２をかけて０アンペアに到達する。実際の応用では、長い時間値は、ほぼ５時定数（５τ）よりも長い時間である。実際のキャパシタは、長い時間値に対して一定の大きさで現れる漏洩電流（漏洩値１０８で示す）を呈する。
【００１７】
キャパシタを通って流れる電流の指数減衰は、次の方程式（１）によってモデル化することができる。
Ｉ（ｔ） ＝ ＩＰｅ（−τ／ＲＣ）＋ＩＬ　　　　　　　　　　　　　　　　　（１）
ここに、ＩＰはピーク値１１０であり、はＩＬ漏洩値１０８であり、Ｒは直列抵抗器の抵抗値であり、そしてＣはキャパシタの容量である。漏洩値１０８は、時間０からほぼ５時定数における、またはそれより後の電流１００を測定することによって決定することができる。この時点においては容量Ｃの実際の値は未知であるから、５時定数が経過した時点を決定する目的のための所定の容量値を用いて近似することができる。ピーク値１１０は、初期値１０６と漏洩値１０８との差を計算することによって決定される。
【００１８】
容量Ｃを計算するために、第３の、即ち中間値１１２を決定しなければならない。好ましくは、中間値１１２は、時間１０２の第１の時定数（１τ）と第４の時定数（４τ）との間の範囲内で決定すべきである。第１の時定数（１τ）より前に中間値１１２を決定すると、急速に変化する電流値１０４をサンプルすることが困難になるので、測定が不正確になり得る。電流測定中の時間１０２の小さいジッタは、電流値１０４に大きい差をもたらす。更に、キャパシタはそれまでに長い充電時間を与えられていないから、誘電材料の動的特性が、測定される実際の値に大きいインパクトを与える。同様に、第４の時定数（４τ）より後に中間値を決定しても、測定が不正確になる。第４の時定数４τを過ぎると、電流値１０４は時間１０２の僅かな変化に対して殆ど変化しない。従って、時間１０２上の電流値１０４の実際の変化は、測定に付随する雑音によって隠され得る。
【００１９】
初期値１０６の電流１００を１として表すように、また５時定数の時間１０２を１として表すように、図１のグラフを正規化すると、時点１１４に示すように、中間値１１２を決定するための理想時点はほぼ１．６０９時定数である。電流値１０４への接線（図示してない）は、１．６０９τにおいて−１の勾配を有している。換言すれば、キャパシタのための充電角度は、４５°＝［時点１．６０９τ（理想時点１１４）におけるｔａｎ−１（勾配）］である。理想時点１１４においては、時間１０２の小さい誤差が、同じように小さい誤差を測定された電流値１０４に生じさせる。更に、時間１００の１つの瞬間から次の瞬間へステップすると、電流値１０４に僅かな、そして測定可能な変化をもたらす。また更に、距離１１６で示すように、電流１００はピーク値１１０の２０％だけ減少するに過ぎず、従ってキャパシタは完全充電状態に接近中である。この場合、中間値１１２は、ピーク値１１０の２０％に等しい理想値に最も近い電流値であるように選択される。
【００２０】
代替実施の形態では、理想時点１１４における中間値１１２を決定する必要はない。代わりに、中間値１１２は、理想時点１１４の前後の関心範囲から選択される。関心範囲は、例えば、理想時点１１４の±５％、±１０％、または±２０％にわたることができる。図１に示すように、例示関心範囲は、点１１８によって示されているようにピーク値１１０の２８％から、点１２０によって示されているようにピーク値１１０の１５％まで広がっている。時間１００で表せば、関心範囲は、理想時点１１４の８０％乃至理想時点１１４の１２０％まで広がっている。この関心領域内の何処においても、電流値１０４を合理的な精度で決定することができる。
【００２１】
中間値１１２が決定され、中間値１１２を決定した時点が分かると、方程式（１）において未知のまま残されているのは、容量Ｃだけである。容量Ｃに関して解くと、次の方程式２が求められる。
Ｃ＝−ｔ／［Ｒ ｌｎ｛（Ｉ（ｔ）−ＩＬ）／ＩＰ｝］　　　　　　　　　　（２）
【００２２】
図２は、本発明の方法を実施するシステムの例である。キャパシタセンサ２００は、誘電値がｋである誘電材料（図示してない）を有する純粋なキャパシタ２０２としてモデル化されている。溶液電流ＩＳは、漏洩値１０８（ＩＬ）を有するキャパシタ２０２に並列な定電流源２０４としてモデル化されている。抵抗器２０６の値はＲであり、キャパシタ２０２と直列に接続されている。キャパシタ２０２を通って流れるリアクティブ電流ＩＣに変化を誘起させるために、可変電圧源２０８が使用されている。抵抗器２０６を通って流れる抵抗電流ＩＲは、リアクティブ電流ＩＣと溶液電流ＩＳとの和である。
【００２３】
アナログ・ディジタル変換器２１０は、抵抗器２０６にまたがって発生する電圧を電圧値に変換する。電流値１０４はこの電圧値に比例し、抵抗器２０６の既知の抵抗値Ｒに逆比例する（即ち、Ｉ＝Ｖ／Ｒ）。アナログ・ディジタル変換器２１０は自走型であることも、またはマイクロプロセッサ２１２からトリガ用信号（図中破線で示す）を受信することもできる。
【００２４】
マイクロプロセッサ２１２は、入力としてアナログ・ディジタル変換器２１０から電圧値を受信し、タイミング信号を可変電圧源２０８へ出力する。タイミング信号は、可変源発生器２０８へその出力電圧を移行させる時点を通報する。またマイクロプロセッサ２１２は、キャパシタ２０２の電極間の誘電材料の温度を表す温度信号を温度センサ２１４から受信する。この温度情報は、後刻誘電材料の粘度比を計算する時に使用される。
【００２５】
代替実施の形態では、アナログ・ディジタル変換器２１０は抵抗器２０６と直列の電流センサ（図示してない）に置換することができる。この電流センサは、抵抗器電流ＩＲを直接測定する。（単位：アンペア）。この場合、マイクロプロセッサ２１２は、抵抗器電圧値を抵抗器電流値に変換するタスクから解放される。本発明の範囲内で他の変形も可能であり、可変電圧源２０８の代わりの可変電流源（図示してない）を含むが、これに限定するものではない。
【００２６】
図３は、図２のシステムの動作を示すフロー図である。動作は、ブロック３００に示すように、可変電圧源の出力を変化させることによって開始される。変化は、典型的には、負のピーク電圧と正のピーク電圧との間の階段関数である。０ボルトからピーク電圧までのステップも使用することができる。可変電圧源の出力を変化させると、キャパシタ２０２を通って流れるリアクティブ電流ＩＣが変化する。この電流変化は、ブロック３０２に示すように抵抗器２０６にまたがる電圧を測定することによって測定される。抵抗器２０６にまたがる電圧を測定することによって決定された各電流値１０４は、ブロック３０４に示すようにマイクロプロセッサ２１２によって記憶される。
【００２７】
判定ブロック３０６のＮＯ枝路に示すように、可変電圧源の出力の変化後の５時定数までの付加的な電流値１０４及び時間値は、マイクロプロセッサ２１２によって記憶される。判定ブロック３０６のＹＥＳ枝路に示すように、５時定数が経過した後の付加的な電流値１０４及び時間値は記録する必要はないが、記録することもできる。
【００２８】
次いで、ブロック３０８に示すように、マイクロプロセッサ２１２は理想電流値、または若干の応用においては電流値１０４の関心範囲を計算する。次に、ブロック３１０に示すように、先に記憶した複数の電流値１０４の中から中間値を選択する。もし理想電流値法を使用していれば、理想値に最も近い値として中間値を選択する。関心範囲法を使用している場合には、その関心範囲内の何処からか中間値を選択する。
【００２９】
ブロック３１２に示すように、中間値、その中間値を決定した時点、時点０において記録された初期値、５時定数において、またはその後に記録された漏洩値、及び抵抗器２０６の既知の値Ｒを使用して、マイクロプロセッサ２１２はキャパシタセンサ２００の容量Ｃを計算する。
【００３０】
マイクロプロセッサ２１２がキャパシタセンサ２００のジオメトリを知っているものとすれば、ブロック３１４において、マイクロプロセッサ２１２は誘電材料の誘電値を計算することができる。ブロック３１６に示すように、最終的にマイクロプロセッサ２１２は、誘電値、及びオプションとして漏洩値を出力する。キャパシタセンサ２００が平行板形態を有していれば、容量は次式３によって定義される。
Ｃ＝Ａε０ｋ／ｄ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（３）
ここに、Ａは１つの板の面積であり、ε０は真空の誘電率であり、ｋは誘電材料の誘電値であり、そしてｄは平行板間の距離である。キャパシタセンサ２００が同軸円筒形態であれば、容量Ｃは次式４によって定義される。
Ｃ＝２πｈε０ｋ／ｌｎ（Ａ／Ｂ）　　　　　　　　　　　　　　　　（４）
但し、ｈはシリンダの高さであり、Ａは内側シリンダの外径であり、Ｂは外側シリンダの内径である。
【００３１】
誘電材料が機械または機関環境内の潤滑油である場合には、油の誘電値は煤汚染に感応する。煤汚染のレベルが高いと、誘電値は高くなる。油の誘電値の変化の傾向を検知することによって、油がその有用寿命の終わりに達したことを決定することができる。誘電値が所定のしきい値に達した時が、油を交換する時点である。
【００３２】
潤滑油の誘電値は、水、及びグリコールをベースとする冷却剤の侵入にも感応する。誘電値を監視することによって、潤滑油が水またはグリコールで汚染され始めたことを迅速に決定することができる。誘電値の急激な変化は、典型的に、内部シールに障害が発生したこと、及び直ちに保守を遂行すべきことを指示している。
【００３３】
マイクロプロセッサ２１２は、潤滑油の基底導電率を表す漏洩値１０８を出力することができる。漏洩値１０８は、酸化、油の全塩基価、並びに油の粘度に感応する。更に、漏洩値１０８の急速な変化は、油内への水、グリコール、またはディーゼル燃料の侵入を指示することができる。代替実施の形態では、ブロック３１８に示すように、流体の導電率も計算することができる。この導電率は、キャパシタセンサ２００のジオメトリ、測定された漏洩値１０８、及び流体を横切って印加される電場の強度に基づく。
【００３４】
マイクロプロセッサ２１２は、ブロック３２０に示すように、漏洩電流及びピーク電流の知識をも使用して誘電散逸係数を計算することができる。誘電散逸係数は、次の方程式（５）に示すように定義される。
Ｔａｎ（δ）＝リアクティブ電流／溶液電流＝ＩＣ／ＩＳ　　　　　　　　（５）
【００３５】
誘電散逸係数は、溶液電流ＩＳが極く小さいか、または全く存在しない場合にはほぼ９０°であり、煤、酸化、及び全塩基価のような汚染の変化が大きい溶液電流ＩＳをもたらす場合にはこの角度は小さくなる。誘電散逸係数の傾向は、潤滑油内の汚染のレベルを表している別の標識である。
【００３６】
マイクロプロセッサ２１２は、図３の判定ブロック３２２のＹＥＳ枝路に示すように、各周期に２回プロセスを反復することができる。可変電圧源出力の極性を反転させることによって、第２半周期中に、抵抗器２０６を通してキャパシタセンサ２００を逆極性に充電することができる。この充電中、抵抗器２０６にまたがる電圧を測定して、誘電値及び誘電散逸係数の更新された値を計算することができる。抵抗器電圧の測定は少なくとも５時定数にわたって行わなければならないから、可変電圧源の出力は周期当たり２回の測定のために１０時定数より大きいか、または等しい周期を有していなければならない。
【００３７】
上述したように、溶液電流ＩＳは潤滑油の粘度に感応する。図４に、４．０６％の煤をロードした油の温度の関数としの溶液電流４００の実験結果を示す。この実験は、１００°Ｃにおける溶液電流値（漏洩値）と４０°Ｃにおける溶液電流値との比が、油サンプルの粘度比と一致していることを示している。即ち、溶液電流の比（予測された２０４ナノアンペア／２７ナノアンペア＝７．５６）は、４０°Ｃにおける粘度と１００°Ｃにおける粘度の比（１２４．１センチストーク／１６．４センチストーク＝７．５７）に極めて良好に相関している。
【００３８】
潤滑油の粘度比を決定すると、あるブランドの油の傾向、並びに異なるブランドの油に対する変化を監視することが可能になる。別の有用な特色は、この計算された粘度比をも使用して、その潤滑油と類似した誘電値を有する他の流体の侵入を検出できることである。例えば、ディーゼル燃料の誘電値は、機関油の誘電値と類似している。シールの破損または他の問題によって機関油内へのディーゼル燃料の混入をもたらした場合に、誘電測定ではその問題を検出することはできない。一方、粘度比測定では、ディーゼル燃料が存在することに応答して減少する変化を信号する。
【００３９】
図５は、溶液電流に基づいて粘度比を決定するための方法のフロー図である。ブロック５００に示すように、先ず潤滑油をほぼ１００°Ｃまで加熱しなければならない。これは、一般に機関を動作させ、それ自体の内部熱によって油を暖めることを可能にすることによって遂行されている。ブロック５０２に示すように、油が１００°Ｃになった時に溶液電流ＩＳを測定し、得られた漏洩値を記憶する。溶液電流の測定は、図３に示すものと同一手法で達成することができる。ブロック５０４に示すように、その後の冷機中に潤滑油は実質的に約４０°Ｃに到達する。ブロック５０６において、再度溶液電流ＩＳを測定して第２の漏洩値を求める。ブロック５０８において、１００°Ｃにおける漏洩値と４０°Ｃにおける漏洩値との比を計算して粘度比を求める。最後に、ブロック５１０において、この粘度比を出力する。
【００４０】
以上に本発明の実施の形態を説明したが、これらの実施の形態が本発明の全ての可能な形状を表しているものではない。本明細書は本発明を限定する意図をもって記述されたものではなく、本発明の思想及び範囲から逸脱することなく多くの変化が可能であることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【図１】
キャパシタを通って流れる電流を、時間の関数として示すグラフである。
【図２】
誘電値を測定するための回路のブロック図である。
【図３】
誘電値を測定するための方法のフロー図である。
【図４】
潤滑油を通って流れる溶液電流を、温度の関数として示すグラフである。
【図５】
粘度比を決定するための方法のフロー図である。
【図１】
2004510962.tif 000003
【図２】
2004510962.tif 000004
【図３】
2004510962.tif 000005
【図４】
2004510962.tif 000006
【図５】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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