(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定液体の特性値を検出する特性値検出センサと同被測定液体の温度を検出する温度検出センサを共に前記被測定液体中に挿入されるケース内に液密的に封入して前記特性値検出センサのセンシング面のみを前記ケースに形成した開口から露出させたセンシング部と、
前記被測定液体と同一の物性を有する適正な基準液体に前記センシング部を挿入して前記特性値検出センサと温度検出センサにより検出した同基準液体の基準特性値を同基準液体の温度変化に対応して表す演算式又はテーブルを記憶する記憶手段と、前記被測定液体に前記センシング部を挿入して前記特性値検出センサにより検出した特性値と前記温度検出センサにより検出した温度を前記演算式又はテーブルに基づいて算出した温度変化に対応する前記基準特性値と比較する比較手段と、前記比較結果を表示する表示手段とを備えた測定部とにより構成した液体の特性値検出装置。
【請求項２】
前記センシング部に設けた特性値検出センサとして、弾性表面波デバイスを採用したことを特徴とする請求項１に記載した液体の特性値検出装置。
【請求項３】
前記表示手段において、前記特性値検出センサにより検出した前記被測定液体の特性値と前記演算式又はテーブルに基づいて算出した前記基準液体の基準特性値の差を前記比較結果として表示するようにした請求項１に記載した液体の特性値検出装置。
【請求項４】
前記表示手段において、前記特性値検出センサにより検出した前記被測定液体の特性値と前記演算式又はテーブルに基づいて算出した前記基準液体の基準特性値の比率を前記比較結果として表示するようにした請求項１に記載した液体の特性値検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液体の粘性率、導電率、誘電率などの液体の特性値を検出するための特性値検出センサを用いた液体の特性値検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の装置としては、液体の特性値を検出してそれを表す特性値信号を生成する特性値検出センサを備え、この特性値検出センサにより検出された特性値信号を入力しそれに基づいて液体の特性値を演算し、演算した液体の特性値を表示するものが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このような装置を用いて液体を評価する際には（例えば液体の劣化程度を判定する際には）、作業者がある温度において液体の特性値（例えば液体の粘性率）を測定し、この測定特性値とその温度におけるその液体の本来の基準特性値とを比較してその結果に基づいて液体の劣化程度を判定していた。具体的には、作業者が、上述した液体の特性値検出装置および温度測定装置を用いてその液体の粘性率および温度を別々にほぼ同時に測定する。そして、作業者が、各温度におけるその液体の本来の粘性率が記載される予め作成した表を用いて測定した温度における液体の本来の粘性率を演算し、液体の本来の粘性率と液体の特性値検出装置により測定した液体の粘性率とを比較してその結果に基づいて液体の劣化程度を判定していた。例えば、作業者は、その温度における液体の本来の粘性率と測定した液体の粘性率との差が許容範囲内にあればその液体は劣化していないと判定し、許容範囲外にあればその液体は劣化していると判定して液体の劣化程度を判定するようにしていた。
【０００４】
このように液体の粘性率の測定とは別に液体の温度を測定したり、その温度における液体の本来の粘性率を演算したり、液体の本来の粘性率と液体の特性値検出装置により測定した液体の粘性率とを比較したり、比較した結果に基づいて液体の劣化程度を判定したりする作業は、作業者にとって手間である。また、不慣れな作業者が、その温度における液体の本来の粘性率を演算したり、液体の本来の粘性率と液体の特性値検出装置により測定した液体の粘性率とを比較したり、比較した結果に基づいて液体の劣化程度を判定したりする際には、この作業者が間違った演算、比較、判定をする場合があり、この場合には液体の劣化程度に関して間違った判定が作業者によりなされるという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記各問題に対処するためになされたもので、その目的は、容易かつ確実にその液体を評価することができる特性値検出センサを用いた液体の特性値検出装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するため、被測定液体の特性値を検出する特性値検出センサと同被測定液体の温度を検出する温度検出センサを共に前記被測定液体中に挿入されるケース内に液密的に封入して前記特性値検出センサのセンシング面のみを前記ケースに形成した開口から露出させたセンシング部と、
前記被測定液体と同一の物性を有する適正な基準液体に前記センシング部を挿入して前記特性値検出センサと温度検出センサにより検出した同基準液体の基準特性値を同基準液体の温度変化に対応して表す演算式又はテーブルを記憶する記憶手段と、前記被測定液体に前記センシング部を挿入して前記特性値検出センサにより検出した特性値と前記温度検出センサにより検出した温度を前記演算式又はテーブルに基づいて算出した温度変化に対応する前記基準特性値と比較する比較手段と、前記比較結果を表示する表示手段とを備えた測定部とにより構成した液体の特性値検出装置を提供するものである。
【０００７】
本発明の実施にあたっては、上記の特性値検出装置において前記センシング部に設けた特性値検出センサとして、弾性表面波デバイスを採用することが好ましい。  また、前記表示手段において、前記特性値検出センサにより検出した前記被測定液体の特性値と前記演算式又はテーブルに基づいて算出した前記基準液体の基準特性値の差又は比率を前記比較結果として表示するのが好ましい。
【００１４】
【発明の作用・効果】
本発明による液体の特性値検出装置においては、上記のセンシング部を設けたことにより、粘性率、導電率、誘電率等の特性値の劣化を測定すべき液体ごとに基準特性値を定めて、様々な物性の被測定液体の特性値を的確に検出できる。  この場合、上記のセンシング部が作業者によって被測定液体に挿入されることにより同液体の特性値と温度をほぼ同時に検出し、検出された特性値と温度が上記の測定部にて温度変化に対応する基準特性値と比較されてその比較結果が適宜な表示手段により表示される。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下に図１〜図３により、本発明による弾性表面波デバイスを用いた液体の特性値検出装置の実施の形態の説明をする。主として図１及び図３に示すように、この実施の形態による液体の特性値検出装置は、発振器１１、入力切換器１２、Ａ／Ｄ変換器１３、マイクロコンピュータ１４、記憶装置１５及び表示器１６を収納した測定部１０と、弾性表面波デバイス２１、検波回路２２及び温度センサ２３をケース２５内に収納したセンサ部２０よりなり、測定部１０とセンサ部２０は、可撓性のケーブル２７により接続されている。なおこの実施の形態の特性値検出装置は、液体の粘性率検出用のものである。
【００２０】
センサ部２０に設ける弾性表面波デバイス２１は、図２に示すように、圧電基板２１ａとその表面の両端部に形成された各一対の入力側櫛状電極２１ｂ及び出力側櫛状電極２１ｃにより構成されている。発振器１１からの高周波信号はケーブル２７を介して各入力側櫛状電極２１ｂに印加され、これにより圧電基板２１ａに生成された弾性表面波は各電極２１ｂ，２１ｃが形成された圧電基板２１ａの表面を伝播して出力側櫛状電極２１ｃによりピックアップされ、検波回路２２に出力される。この両電極２１ｂ，２１ｃ間となる圧電基板２１ａの表面が、測定される液体（被測定液）と接するセンシング面（センシング部）２１ｄとなる。このセンシング面２１ｄを伝搬する弾性表面波はこれに接する液体の粘性による抵抗を受けるので粘性率に応じて振幅が減衰し、出力側櫛状電極２１ｃによりピックアップされて粘性率に応じた出力を生じる。これによりセンシング面２１ｄと接する液体の粘性率が検出される。センシング面２１ｄを伝搬する弾性表面波がこれに接する液体により受ける影響は、振幅だけではなく、周波数や位相なども影響を受け、これにより粘性率以外の液体の各種の特性値（例えば導電率、誘電率）を検出することもできる。
【００２１】
この弾性表面波デバイス２１は、円筒状の金属製ケース２５内に液密に封入され、センシング面２１ｄだけがケース２５に形成した開口２６から露出されている。またケース２５内には、例えばサーミスタを使用した温度センサ２３が弾性表面波デバイス２１に接近して液密に封入され、検波回路２２も液密に封入されている。なお、温度センサ２３はケース２５の内壁に密接させて設けてもよい。
【００２２】
入力切換器１２は、マイクロコンピュータ１４からの指令により、弾性表面波デバイス２１から検波回路２２を介して与えられる特性値信号Ｅと、温度センサ２３からの温度信号Ｔとを交互にＡ／Ｄ変換器１３に伝達する。マイクロコンピュータ１４は、デジタル化された特性値信号Ｅと温度信号Ｔをほぼ同時に入力し、温度信号Ｔと記憶装置１５に記憶された演算式またはテーブルに基づいて同温度信号Ｔが表す液体の温度における基準液体の基準特性値を演算し、この演算した基準特性値と入力された温度信号Ｔとほぼ同時に入力された特性値信号Ｅに基づいて演算した液体の特性値との差を算出し、この差の絶対値が所定値以下であればその旨（液体が劣化していない）を示す表示状態を表示器１６に表示し、差の絶対値が所定値より大きければその旨（液体が劣化している）を示す表示状態を表示器１６に出力して表示させる。なお、表示器１６としてＬＣＤを採用し、この表示部に液体が劣化していないことを示す「合」、および液体が劣化していることを示す「否」のいずれか一つを表示させてもよいし、表示器１６として液体が劣化していないことを表すＬＥＤ（緑色）および液体が劣化していることを表すＬＥＤ（赤色）の二つのＬＥＤを採用し、これらＬＥＤのいずれか一つを点灯させてもよい。また、この表示器１６には、例えば液体の特性値、温度などの数値を表示させてもよい。
【００２３】
記憶装置１５に記憶される演算式は、液体を評価する際にこの液体と比較される基準液体の特性値に関する温度特性を表すものである。例えば、被測定液体とと同一の物性を有する劣化していない液体を基準液体として採用する場合には、記憶装置１５に記憶される演算式は、この基準液体の特性値（粘性率）に関する温度特性を表すものであり、次のようにして算出したものである。基準液体に、センサ部２０をそのセンシング面２１ｄが接するように入れ、基準液体の温度を変化させて測定温度範囲全体の各温度における粘性率を測定して、基準液体の粘性率（粘度）に関する温度特性を示す曲線（図４参照）を作成し、また演算式を算出する。この演算式（曲線）を記憶装置１５に記憶させる。なお、測定温度範囲全体の各温度における粘性率をテーブルとして記憶装置１５に記憶させるようにしてもよい。また、基準液体として、ある程度劣化した液体を採用する場合、複数種類の液体が混合された混合液を採用する場合もあり、これらの場合にも基準液体の特性値に関する温度特性を表す演算式を作成して記憶装置１５に記憶する。
【００２４】
この演算式またはテーブルは、評価すべきすなわち劣化を判定すべき液体毎に算出することが好ましく、複数種類の液体に対する演算式またはテーブルを記憶させておけば、一つの液体の特性値検出装置で複数種類の液体の劣化を判定することができる。なおセンシング面２１ｄは測定される液体に直接接触させる必要はなく、適当な保護膜を介して接触させるようにしてもよい。
【００２５】
この液体の特性値検出装置は、作業者が電源スイッチ１７（図３参照）を入れ、センシング面２１ｄだけが液体と接するようにセンサ部２０を測定する液体の中に入れて使用する。弾性表面波デバイス２１は発振器１１からの高周波信号を入力して作動し、センシング面２１ｄに接する液体の粘性率を検出してその検出結果を表す高周波信号を出力する。この信号は検波回路２２により検波され、特性値信号（電圧）Ｅとなって入力切換器１２に出力される。また温度センサ２３により検出された液体の温度は温度信号Ｔとなって入力切換器１２に出力される。
【００２６】
入力切換器１２は、マイクロコンピュータ１４からの指令を受けて、特性値信号Ｅと温度信号Ｔを交互にＡ／Ｄ変換器１３に出力し、各信号Ｅ,Ｔはそれぞれデジタル信号に変換されてマイクロコンピュータ１４に入力される。そして、マイクロコンピュータ１４は、温度信号Ｔと記憶装置１５に記憶された演算式またはテーブルに基づいて同温度信号Ｔが表す液体の温度における基準液体の基準特性値を演算し、この演算した基準特性値と入力された温度信号Ｔとほぼ同時に入力された特性値信号Ｅに基づいて演算した液体の特性値との差を算出し、この差の絶対値が所定値以下であれば（第１の判定範囲であれば）その旨（液体が劣化していない）を示す表示状態を表示器１６に表示し、差の絶対値が所定値より大きければ（第１の判定範囲以外の判定範囲であれば）その旨（液体が劣化している）を示す表示状態を表示器１６に出力して表示させる。これにより、液体の特性値検出装置は液体の劣化の有無を作業者に知らせることとなる。
【００２７】
上述した実施の形態によれば、作業者はセンシング面２１ｄを液体に接触させるだけでよく、しかも液体の劣化の有無の判定は作業者が行うのではなく、液体の特性値検出装置が自動的に行うので、液体の劣化の有無の検出を容易かつ確実に行うことができる。
【００２８】
なお、上記実施形態においては、マイクロコンピュータ１４は液体の劣化程度を劣化している／劣化していないの２種類の判定しか行わなかったが、３種類以上の判定を行うようにしてもよい。この場合、マイクロコンピュータ１４は、入力された温度信号Ｔとほぼ同時に入力された特性値信号Ｅに基づいて演算した液体の特性値と、演算した基準特性値との差を算出し、算出した差が、複数の判定範囲のうちいずれか一つの範囲内にあるとき、算出した差がその一つの範囲内にあることを示す表示状態を表示器１６に表示する。これによれば、マイクロコンピュータ１４は両特性値の差に応じた液体の劣化程度を判定してその判定結果を表示器１６に表示する。したがって、作業者はセンシング面２１ｄを液体に接触させるだけでよく、しかも液体の劣化程度の判定は液体の特性値検出装置が自動的に行うので、液体の劣化程度の判定を容易かつ確実に行うことができる。また、液体の劣化の進行度がわかるので、例えば劣化による液体の交換時期などが予測できるようになる。
【００２９】
また、上記実施形態においては、マイクロコンピュータ１４は、算出した両特性値の差に基づいて、液体の劣化程度を判定し判定結果を表示器１６に表示させるようにしていたが、算出した両特性値の差を表示器１６に表示させるようにしてもよい。これにより、液体の特性値検出装置は液体の劣化程度を定量的に作業者に知らせることとなり、これに基づいて作業者は液体の劣化程度を判定する。したがって、作業者はセンシング部を液体に接触させるだけでよく、しかも液体の劣化程度を示す値の算出は作業者が行うのではなく、液体の特性値検出装置が自動的に行うので、液体の劣化程度を示す値の検出を容易かつ確実に行うことができる。
【００３０】
また、上記実施形態においては、マイクロコンピュータ１４は演算した基準特性値と、入力された温度信号Ｔとほぼ同時に入力された特性値信号Ｅに基づいて演算した液体の特性値との差を算出するようにしたが、これに限られず、両特性値を比較する手段であれば本発明に採用することができる。例えば、演算した基準特性値に対する、入力された温度信号Ｔとほぼ同時に入力された特性値信号Ｅに基づいて演算した液体の特性値の比率を算出するようにしてもよい。この場合、マイクロコンピュータ１４は算出した比率が所定の判定範囲にあるとき、その比率がその範囲にあることを示す表示状態を表示器１６に表示させる。
【００３１】
また、上記実施形態においては、弾性表面波デバイス２１を特性値検出センサとして使用したが、この代わりに、センシング部を有しセンシング部に接する液体の特性値を表す特性値信号を生成する特性値検出センサを使用することができる。
【００３２】
また、上記実施形態では、センシング面２１ｄに接する液体の特性値は、弾性表面波デバイス２１からの高周波出力を検波回路２２により検波整流して得られる信号電圧Ｅとして取り出したが、弾性表面波デバイス２１は周波数や位相などとして特性値信号Ｅを取り出すこともでき、本発明はそのような場合にも適用することができる。
【００３３】
また、上記各実施の形態では、液体の特性値、比較した結果などを液体の特性値検出装置の測定部１０に設けた表示器１６に表示するようにしたが、この装置の測定部１０とは別個に設けた液体の特性値、比較した結果などの検出結果を必要とする任意の機器（例えばパーソナルコンピュータ）に出力して表示するようにしてもよいし、別個に設けたＬＥＤ、電球などを液体の特性値、比較した結果に応じて点灯させてその特性値、結果を表示するようにしてもよい。
【００３５】
また、上記各実施形態においては、液体のその温度における基準特性値を演算し、この基準特性値と測定した特性値とを比較し、比較した結果を表示をするためにマイクロコンピュータ１４を使用するようにしたが、マイクロコンピュータ１４を使用せずに前述した演算、比較および表示をするようにしてもよい。この場合、前述した演算、比較および表示をする機能をなすための、例えば、抵抗、コンデンサ、トランジスタ、オペアンプ、発光ダイオードなどの電気部品（電子部品）から構成される電気回路（電子回路）が必要となる。これによっても、上述した作用および効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明による弾性表面波デバイスを用いた液体の特性値検出装置の一実施形態の構成を示すブロック図である。
【図２】  図１に示す実施形態の弾性表面波デバイスの１例を示す平面図である。
【図３】  弾性表面波デバイスを用いた液体の特性値検出装置の１例を示す外観図である。
【図４】  液体の特性値検出装置を使用して測定される液体の基準液体の粘性率（粘度）に関する温度特性を示す曲線を描いたグラフである。
【符号の説明】
１０…測定部、１１…発振器、１２…入力切換器、１４…マイクロコンピュータ、１５…記憶装置、１６…表示器、２０…センサ部、２１…弾性表面波デバイス、２１ｄ…センシング面、２３…温度センサ、２７…ケーブル。
【図１】
0004255098.tif 000002
【図２】
0004255098.tif 000003
【図３】
0004255098.tif 000004
【図４】
0004255098.tif 000005