特許 6467579 粒子計数装置及び粒子計数方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6467579

(24)【登録日】2019年1月25日

(45)【発行日】2019年2月13日

(54)【発明の名称】粒子計数装置及び粒子計数方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 15/02 20060101AFI20190204BHJP

【ＦＩ】

   G01N15/02 A

【請求項の数】3

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2017-77142(P2017-77142)

(22)【出願日】2017年4月7日

(62)【分割の表示】特願2013-163578(P2013-163578)の分割

【原出願日】2013年8月6日

(65)【公開番号】特開2017-138330(P2017-138330A)

(43)【公開日】2017年8月10日

【審査請求日】2017年5月2日

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用 集会において発表 集会名：日本大学機械工学専攻修士論文発表会 開催日：平成２５年２月１９日

(73)【特許権者】

【識別番号】501016995

【氏名又は名称】トライボテックス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100094190

【弁理士】

【氏名又は名称】小島 清路

(74)【代理人】

【識別番号】100151644

【弁理士】

【氏名又は名称】平岩 康幸

(72)【発明者】

【氏名】川畑 雅彦

(72)【発明者】

【氏名】吉田 直樹

(72)【発明者】

【氏名】井原 聡

(72)【発明者】

【氏名】崔 皓然

(72)【発明者】

【氏名】長門 真吾

(72)【発明者】

【氏名】類家 淳司

(72)【発明者】

【氏名】安部田 泰

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 耕祐

(72)【発明者】

【氏名】大橋 亮

【審査官】 素川 慎司

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−２２５３３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１６４２９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−２２９８５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５０−１５９７７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０１−３１４９４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００９／１５７３８５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００６−０１７４９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６３−１３９２３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２４４２７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００５／１０３６４２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 米国特許第４６６３５２２（ＵＳ，Ａ）

【文献】 米国特許第５０５２８０６（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ １５／００ − １５／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

液体中の粒子に光を照射したときの遮断光及び複数の散乱光の受光量の測定値に基づいて前記粒子の大きさ毎に個数を計数する粒子計数装置であって、
前記遮断光の受光量の測定値と該測定値と同期した前記複数の散乱光の受光量の測定値との相関に基づいて前記粒子の材質を識別する材質識別手段を備え、
前記遮断光の受光量の測定値と該測定値と同期した前記複数の散乱光の受光量の測定値との相関に基づいて前記粒子の形状を識別する形状識別手段を備え、
前記液体は、潤滑対象部で使用される液体であり、
前記材質識別手段は、前記粒子が金属粉であるかを識別可能であり、
前記形状識別手段は、前記材質識別手段で識別された前記金属粉の形状を識別可能であり、
前記形状識別手段で識別された前記金属粉の形状に基づいて前記潤滑対象部の摩耗形態を識別する摩耗形態識別手段を備えることを特徴とする粒子計数装置。

【請求項2】

前記粒子の大きさ、材質及び形状毎に個数を計数する計数手段を備える請求項１記載の粒子計数装置。

【請求項3】

液体中の粒子に光を照射したときの遮断光及び複数の散乱光の受光量の測定値に基づいて前記粒子の大きさ毎に個数を計数する粒子計数装置であって、
前記遮断光の受光量の測定値と該測定値と同期した前記複数の散乱光の受光量の測定値との相関に基づいて前記粒子の材質を識別する材質識別手段を備え、
前記材質識別手段は、前記粒子を固形物と気泡とに識別可能であるとともに、前記固形物の材質を識別可能であることを特徴とする粒子計数装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、粒子計数装置及び粒子計数方法に関し、さらに詳しくは、液体中の粒子の性状を詳細に識別しつつ粒子の個数を計数することができる粒子計数装置及び粒子計数方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、機械システム等の状態診断において、粒子計数装置（「パーティクルカウンター」とも称される。）を用いて潤滑油中の摩耗粒子の粒度分布をオンラインで監視することが行われている。この粒子計数装置としては、潤滑油中の粒子に光を照射したときの遮断光及び複数の散乱光の測定値に基づいて粒子の大きさ毎に個数を計数するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００７−２２５３３５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、上記特許文献１の粒子計数装置では、遮断光及び散乱光を用いているため、フェログラフィ法やＳＯＡＰ法のように粒子の性状を詳細に識別することができない。その結果、上記粒子計数装置を用いても、機械システム等のオンラインでの状態診断の精度を飛躍的に高めることができていない。

【0005】

なお、上記特許文献１には、複数の散乱光の測定値を用いて粒子の材質を識別することが記載されている（段落〔００２０〕等参照）。しかし、複数の散乱光の測定値のみからでは粒子の性状を詳細に識別することが困難である。

【0006】

以上より本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、液体中の粒子の性状を詳細に識別しつつ粒子の個数を計数することができる粒子計数装置及び粒子計数方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明者らは、遮断光及び複数の散乱光が同期した時の受光量の測定値を利用すれば粒子の性状を詳細に識別することができることを知見し、本発明を完成させるに至った。なお、上記粒子の性状としては、例えば、材質、形状、サイズ等を挙げることができる。
上記問題を解決するために、請求項１に記載の発明は、液体中の粒子に光を照射したときの遮断光及び複数の散乱光の受光量の測定値に基づいて前記粒子の大きさ毎に個数を計数する粒子計数装置であって、前記遮断光の受光量の測定値と該測定値と同期した前記複数の散乱光の受光量の測定値との相関に基づいて前記粒子の材質を識別する材質識別手段を備え、前記遮断光の受光量の測定値と該測定値と同期した前記複数の散乱光の受光量の測定値との相関に基づいて前記粒子の形状を識別する形状識別手段を備え、前記液体は、潤滑対象部で使用される液体であり、前記材質識別手段は、前記粒子が金属粉であるかを識別可能であり、前記形状識別手段は、前記材質識別手段で識別された前記金属粉の形状を識別可能であり、前記形状識別手段で識別された前記金属粉の形状に基づいて前記潤滑対象部の摩耗形態を識別する摩耗形態識別手段を備えることを要旨とする。
請求項２に記載の発明は、請求項１記載において、前記粒子の大きさ、材質及び形状毎に個数を計数する計数手段を備えることを要旨とする。
上記問題を解決するために、請求項３に記載の発明は、液体中の粒子に光を照射したときの遮断光及び複数の散乱光の受光量の測定値に基づいて前記粒子の大きさ毎に個数を計数する粒子計数装置であって、前記遮断光の受光量の測定値と該測定値と同期した前記複数の散乱光の受光量の測定値との相関に基づいて前記粒子の材質を識別する材質識別手段を備え、前記材質識別手段は、前記粒子を固形物と気泡とに識別可能であるとともに、前記固形物の材質を識別可能であることを要旨とする。

【発明の効果】

【0008】

本発明の粒子計数装置によると、材質識別手段により遮断光及び複数の散乱光の測定値に基づいて粒子の材質が識別される。これにより、液体中の粒子の性状を詳細に識別しつつ粒子の個数を計数することができる。
また、前記遮断光及び前記複数の散乱光の値に基づいて前記粒子の形状を識別する形状識別手段を備える場合は、液体中の粒子の性状を更に詳細に識別しつつ粒子の個数を計数することができる。

【0009】

なお、参考例の粒子計数方法によると、遮断光及び複数の散乱光の測定値を多次元グラフ上に示すこと、もしくは複数の散乱光の強度分布を用いることで粒子の材質が識別され、遮断光及び複数の散乱光の測定値に基づいて粒子の大きさ及び材質毎に個数が計数される。これにより、液体中の粒子の性状を詳細に識別しつつ粒子の個数を計数することができる。
他の参考例の粒子計数方法によると、前記遮断光及び前記複数の散乱光の測定値を多次元グラフ上に示すこと、もしくは前記複数の散乱光の強度分布を用いることで前記粒子の形状を識別し、前記遮断光及び前記複数の散乱光の測定値に基づいて前記粒子の大きさ及び形状毎に個数を計数する場合は、液体中の粒子の性状を詳細に識別しつつ粒子の個数を計数することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

本発明について、本発明による典型的な実施形態の非限定的な例を挙げ、言及された複数の図面を参照しつつ以下の詳細な記述にて更に説明するが、同様の参照符号は図面のいくつかの図を通して同様の部品を示す。

【図1】実施例１に係る粒子計数装置を備える診断システムの模式図である。

【図2】上記粒子計数装置の模式図である。

【図3】上記粒子計数装置による計数処理を説明するためのフローチャート図である。

【図4】上記診断システムによる診断処理を説明するためのフローチャート図である。

【図5】上記粒子計数装置の作用説明図であり、（ａ）は気泡を計数する状態を示し、（ｂ）は金属粉を計数する状態を示す。

【図6】上記粒子計数装置の作用説明図であり、（ａ）は粒子がケイ砂である場合を示し、（ｂ）は粒子が水である場合を示す。

【図7】上記粒子計数装置の作用説明図であり、（ａ）は粒子が金属粉である場合を示し、（ｂ）は粒子が気泡である場合を示す。

【図8】上記診断システムによる診断処理を説明するための説明図であり、（ａ）は粒径分布を示し、（ｂ）は粒径分布比を示し、（ｃ）その他の形態の粒径分布比を示す。

【図9】実施例２に係る粒子計数装置を示す模式図である。

【図10】上記粒子計数装置による計数処理を説明するためのフローチャート図である。

【図11】上記粒子計数装置の作用説明図である。

【図12】上記粒子計数装置の作用説明図である。

【図13】その他の形態の粒子計数装置（複数の散乱光受光体の円形状配置）を説明するための説明図である。

【図14】更にその他の形態の粒子計数装置（複数の散乱光受光体のドーム状配置）を説明するための説明図であり、（ａ）は、粒子計数装置の縦断面図を示し、（ｂ）は、（ａ）のｂ−ｂ線断面図を示す。

【発明を実施するための形態】

【0011】

ここで示される事項は例示的なものおよび本発明の実施形態を例示的に説明するためのものであり、本発明の原理と概念的な特徴とを最も有効に且つ難なく理解できる説明であると思われるものを提供する目的で述べたものである。この点で、本発明の根本的な理解のために必要である程度以上に本発明の構造的な詳細を示すことを意図してはおらず、図面と合わせた説明によって本発明の幾つかの形態が実際にどのように具現化されるかを当業者に明らかにするものである。

【0012】

＜粒子計数装置＞
本実施形態に係る粒子計数装置は、液体中の粒子に光を照射したときの遮断光及び複数の散乱光の測定値に基づいて粒子の大きさ毎に個数を計数する粒子計数装置（３、３３）であって、遮断光及び複数の散乱光の測定値に基づいて粒子の材質を識別する材質識別手段（ステップＳ３）を備える（例えば、図３及び図１０等参照）。

【0013】

なお、上記「液体」としては、例えば、潤滑油、洗浄液、水、薬液等を挙げることができる。また、上記「粒子」としては、例えば、金属粉、ガラス、砂、その他の固形物、水、気泡等を挙げることができる。また、上記「遮断光」とは、液体中の粒子により遮断された光を意味する。さらに、上記「散乱光」とは、液体中の粒子により散乱された光を意味する。

【0014】

本実施形態に係る粒子計数装置としては、例えば、遮断光及び複数の散乱光の測定値に基づいて粒子の形状を識別する形状識別手段（ステップＳＳ１）を備える形態（例えば、図１０等参照）を挙げることができる。なお、上記「形状」とは、２次元形状又は３次元形状を意図する。

【0015】

上述の形態の場合、例えば、上記粒子の形状に応じて摩耗形態を識別する摩耗形態識別手段（ステップＳＳ２）を備えることができる（例えば、図１０等参照）。これにより、液体中の粒子の性状を更に詳細に識別しつつ粒子の個数を計数することができる。

【0016】

ここで、上記材質識別手段は、例えば、遮断光及び複数の散乱光の測定値を多次元グラフ上に示すこと、もしくは複数の散乱光の強度分布を用いることで粒子の材質を識別することができる（例えば、図６、図７及び図１１等参照）。上記形状識別手段は、例えば、遮断光及び複数の散乱光の測定値を多次元グラフ上に示すこと、もしくは複数の散乱光の強度分布を用いることで粒子の形状を識別することができる（例えば、図６、図７及び図１１等参照）。

【0017】

＜粒子計数方法Ａ＞
本実施形態に係る粒子計数方法Ａは、液体中の粒子に光を照射したときの遮断光及び複数の散乱光の測定値に基づいて粒子の大きさ毎に個数を計数する粒子計数方法であって、遮断光及び複数の散乱光の測定値を多次元グラフ上に示すこと、もしくは複数の散乱光の強度分布を用いることで粒子の材質を識別し、遮断光及び複数の散乱光の測定値に基づいて粒子の大きさ及び材質毎に個数を計数する（例えば、図６、図７及び図１１等参照）。なお、本実施形態に係る粒子計数方法Ａは、例えば、上述の実施形態に係る粒子計数装置を用いることができる。

【0018】

＜粒子計数方法Ｂ＞
本実施形態に係る粒子計数方法Ｂは、液体中の粒子に光を照射したときの遮断光及び複数の散乱光の測定値に基づいて前記粒子の大きさ毎に個数を計数する粒子計数方法であって、遮断光及び複数の散乱光の測定値を多次元グラフ上に示すこと、もしくは複数の散乱光の強度分布を用いることで粒子の形状を識別し、遮断光及び複数の散乱光の測定値に基づいて粒子の大きさ及び形状毎に個数を計数する（例えば、図６、図７及び図１１等参照）。なお、本実施形態に係る粒子計数方法Ｂは、例えば、上述の実施形態に係る粒子計数装置を用いることができる。さらに、上記粒子計数方法Ａ、Ｂを併用することができる。

【0019】

なお、上記実施形態で記載した各構成の括弧内の符号は、後述する実施例に記載の具体的構成との対応関係を示すものである。

【実施例】

【0020】

以下、図面を用いて実施例により本発明を具体的に説明する。

【0021】

＜実施例１＞
（１）診断システムの構成
本実施例に係る診断システム１は、図１に示すように、粒子計数装置３と、この粒子計数装置３にネットワーク４を介して接続されるコンピュータ５と、を備えている。なお、本実施例では、機械システム（例えば、発電機、原動機、航空機、船舶、車両等）の潤滑対象部（例えば、軸受部、ギヤー部、摺動部等）の状態診断を行う診断システム１を例示するとともに、本発明に係る「粒子計数装置」として潤滑対象部で使用される潤滑油中の粒子を計数する粒子計数装置３を例示する。

【0022】

上記粒子計数装置３は、図２に示すように、潤滑油が流れる測定部８（「セル」とも称される。）と、半導体レーザ等からなる発光体９と、フォトダイオード等からなる遮断光受光体１０と、フォトダイオード等からなる第１散乱光受光体１１及び第２散乱光受光体１２と、後述する粒子計数処理を司る制御部１３（図１参照）と、を備えている。

【0023】

上記測定部８は、透光性を有する管状に形成されている。この測定部８の上流端側及び下流端側のそれぞれには、図１に示すように、機械システムの潤滑対象部に連なる配管１５、１６が連絡されている。この配管１５には、潤滑油を測定部に圧送するポンプ１７が設けられている。なお、上記測定部８には、図２の紙面と略直交する方向に向かって潤滑油が流れるものとする。

【0024】

上記発光体９は、図２に示すように、測定部８を流れる潤滑油に光（例えば、レーザ光）を照射する。また、上記遮断光受光体１０は、発光体９からの照射光の光軸上で測定部８を介して発光体９と反対側に配設されている。この遮断光受光体１０は、潤滑油中の粒子ｐにより遮断された遮断光を受光して、所定の遮断光パルス信号（すなわち、測定値）に変換する。この遮断光パルス信号のパルス高さは、粒子ｐの大きさ（例えば、粒径等）に比例した値を示す。さらに、上記第１及び第２散乱光受光体１１、１２のそれぞれは、発光体９からの照射光の光軸の外周側に配設されている。これら第１及び第２散乱光受光体１１、１２は、潤滑油中の粒子ｐにより散乱された散乱光を受光して、所定の散乱光パルス信号（すなわち、測定値）に変換する。

【0025】

上記制御部１３には、上記ポンプ１７、発光体９、及び各受光体１０、１１、１２等が電気的に接続されている。この制御部１３は、図３に示すように、以下に述べる粒子計数処理を実行する。

【0026】

上記制御部１３は、潤滑油に関する情報（例えば、流量等）を取得するとともに、構成部品に関する情報（例えば、発光体の駆動時間等）を把握する（ステップＳ１）。次に、各受光体１０、１１、１２からの測定値を取得する（ステップＳ２）。次いで、測定値に基づいて粒子の材質を識別し（ステップＳ３）、粒子の大きさ及び材質毎に個数をカウントする（ステップＳ４）。その後、所定の測定時間が経過して測定終了となったか否かが判定される（ステップＳ５）。その結果、測定終了でない場合（ステップＳ５でＮＯ判定）には、上述のステップＳ２〜Ｓ５が繰り返される。一方、測定終了である場合（ステップＳ５でＹＥＳ判定）には、潤滑油を測定部８に流すことで測定部８を洗浄する洗浄指令を出力する（ステップＳ６）。

【0027】

ここで、上記粒子の材質識別処理（図３のステップＳ３）では、各測定値を多次元グラフ上にプロットすることで粒子の材質を識別する。具体的には、例えば、図６及び図７に示すように、遮断光受光体１０の測定値をＸ軸に示し、第１散乱光受光体１１の測定値をＹ軸に示し、第２散乱光受光体１２の測定値をＺ軸に示すこと等で粒子の材質を識別する。

【0028】

例えば、上記粒子ｐがガラス（ケイ砂）である場合には、図６（ａ）に示すように、散乱光が殆ど無いためＸ軸の近傍にプロット点が集中する。また、粒子ｐが水である場合には、図６（ｂ）に示すように、第１及び第２散乱光受光体１１、１２に対する散乱光が略均等で比較的小さいためＸ軸からＹ軸方向及びＺ軸方向に僅かに離間した箇所にプロット点が集中する。また、粒子ｐが金属粉である場合には、金属粉が異形状であるため乱反射が生じる（図５（ｂ）参照）。そして、図７（ａ）に示すように、第１及び第２散乱光受光体１１、１２に対する散乱光が異なり、その強度差が比較的大きいためＸ軸からＹ軸方向及びＺ軸方向のうちの一方の軸方向に大きく離間した箇所にプロット点が集中する。さらに、粒子ｐが気泡である場合、気泡が略球形であるため第１及び第２散乱光受光体１１、１２に対する散乱光が略均等となる（図５（ａ）参照）。そして、図７（ｂ）に示すように、ＸＹＺ軸の交点を頂点とする円錐領域Ｓ内にプロット点が集中する。したがって、粒子の材質に応じて多次元グラフ上の座標領域を予め複数設定しておけば、多次元グラフ上の測定値の座標位置に基づいて粒子の材質を識別することができる。

【0029】

なお、上記制御部１３の制御処理は、ハードウェア、ソフトウェアのいずれによって実現されてもよく、好適にはＣＰＵ、メモリ（ＲＯＭ、ＲＡＭ等）、入出力回路等を備えるマイクロコントローラ（マイクロコンピュータ）を中心に、入出力インターフェース等周辺回路を備えることにより構成することができる。

【0030】

上記コンピュータ５は、図４に示すように、以下に述べる診断処理を実行する。すなわち、コンピュータ５は、制御部１３の測定結果（すなわち、粒子の大きさ及び材質毎の個数情報）に基づいて粒径分布Ａ（図８（ａ）参照）を算出する（ステップＳＴ１）。次に、算出された粒径分布Ａと記憶された過去の粒径分布Ａとに基づいて粒径分布比Ｂ（図８（ｂ）参照）等を算出する（ステップＳＴ２）。この粒径分布比Ｂは、注目している所定サイズの粒径（図８（ｂ）中でＡμｍ及びＢμｍ）の時間経過に伴う変化の比率を示している。

【0031】

なお、本実施例では、所定サイズの粒子の粒径分布比Ｂ（図８（ｂ）参照）を採用したが、これに限定されず、例えば、図８（ｃ）に示すように、粒径分布全体の時間経過に伴う変化の比率を表す粒径分布比Ｂ’を採用してもよい。

【0032】

次に、例えば、粒径分布比Ｂ等と予め設定されたしきい値とを比較すること等で異常であるか否かを判定する（ステップＳＴ３）。その結果、異常であると判定された場合（ステップＳＴ３でＹＥＳ判定）には、アラーム等により異常を報知する（ステップＳＴ４）。一方、異常でないと判定された場合（ステップＳＴ３でＮＯ判定）には、診断処理を終了する。

【0033】

（２）診断システムの作用
次に、上記構成の診断システム１の作用について説明する。上記粒子計数装置３では、図３に示すように、潤滑油情報及び構成部品情報が取得され（ステップＳ１）、その後、測定が開始されて各受光体からの各測定値が取得される（ステップＳ２）。

【0034】

次いで、各測定値を多次元グラフ上にプロットすることで粒子の材質が識別され（ステップＳ３）、粒子の大きさ及び材質毎に個数がカウントされる（ステップＳ４）。以後、所定の測定時間の間で上記ステップＳ２〜Ｓ４を繰り返して測定が終了されると（ステップＳ５でＹＥＳ判定）、潤滑油を流すことで測定部８が洗浄される（ステップＳ６）。

【0035】

一方、コンピュータ５では、図４に示すように、粒子の大きさ及び材質毎の総個数に基づいて粒径分布Ａ及び粒径分布比Ｂが算出される（ステップＳＴ１、ＳＴ２）。次いで、粒径分布比Ｂ等に基づいて異常であると判定された場合（ステップＳＴ３でＹＥＳ判定）、アラーム等で異常報知が行われる（ステップＳＴ４）。

【0036】

（３）実施例の効果
本実施例の粒子計数装置３によると、材質識別手段（図３のステップＳ３）により遮断光及び複数の散乱光の測定値に基づいて粒子の材質が識別される。これにより、潤滑油中の粒子の性状を詳細に識別しつつ粒子の個数を計数することができる。

【0037】

また、本実施例では、遮断光及び複数の散乱光の測定値を多次元グラフ上に示すことで粒子の材質を識別する。これにより、潤滑油中の粒子の性状を更に詳細に識別しつつ粒子の個数を計数することができる。

【0038】

さらに、本実施例では、粒子計数装置２と、粒子計数装置２にネットワーク４を介して接続されるコンピュータ５と、を備えて診断システム１を構成したので、オンラインでの遠隔診断を好適に実施することができる。

【0039】

＜実施例２＞
次に、本実施例２に係る診断システムの構成について説明する。なお、本実施例２に診断システムにおいて、上記実施例に係る診断システム１と略同じ構成部位には同符号を付けて詳説を省略し、主に相違点である粒子計数装置について詳説する。

【0040】

（１）診断システムの構成
本実施例に係る診断システム３１は、粒子計数装置３３及びコンピュータ５を備えている。この粒子計数装置３３は、図９に示すように、測定部８と、発光体９と、遮断光受光体１０と、複数の第１散乱光受光体１１ａ〜１１ｇ及び第２散乱光受光体１２ａ〜１２ｇと、制御部１３と、を備えている。

【0041】

上記第１及び第２散乱光受光体１１ａ〜１１ｇ、１２ａ〜１２ｇのそれぞれは、発光体９からの照射光の光軸に対して略平行な軸線上に並ぶように配設されている。これら第１及び第２散乱光受光体１１ａ〜１１ｇ、１２ａ〜１２ｇは、潤滑油中の粒子ｐにより散乱された散乱光を受光して、所定の散乱光パルス信号（すなわち、測定値）に変換する。

【0042】

上記制御部１３は、図１０に示すように、以下に述べる粒子計数処理を実行する。この制御部１３は、上記実施例の診断システム１と略同様な各種処理（ステップＳ１〜Ｓ６）を実行することに加えて、粒子の形状識別処理（ステップＳＳ１）及び粒子の摩耗形態識別処理（ステップＳＳ２）を実行する。

【0043】

上記粒子の形状識別処理（図１０のステップＳＳ１）では、図１１に示すように、遮断光受光体１０の測定値と、複数の第１散乱光受光体１１ａ〜１１ｇの各測定値より得られる第１散乱パターンＰ１ａ〜Ｐ４ａの強度分布と、複数の第２散乱光受光体１２ａ〜１２ｇの各測定値より得られる第２散乱パターンＰ１ｂ〜Ｐ４ｂの強度分布と、に基づいて粒子の形状を識別する。なお、上記散乱パターンＰ１ａ〜Ｐ４ａ、Ｐ１ｂ〜Ｐ４ｂは、横軸に、照射光の光軸方向に対する各散乱光受光体１１ａ〜１１ｇ（１２ａ〜１２ｇ）の配設位置をとり、縦軸に、各散乱光受光体の散乱光パルス信号のパルス高さの値（すなわち、測定値）をとり、さらに各パルス高さの値を補間してなる線状のパターン（すなわち、複数の散乱光の強度分布）である。

【0044】

例えば、遮断光受光体１０の測定値が比較的小さな値であり、且つ第１及び第２散乱パターンＰ１ａ、Ｐ１ｂが異なる場合には、薄片状金属粉Ｍ１（図１２（ａ）参照）であると識別される。また、遮断光受光体１０の測定値が比較的大きな値であり、且つ第１及び第２散乱パターンＰ２ａ、Ｐ２ｂが異なる場合には、カール状金属粉Ｍ２（図１２（ｂ）参照）であると識別される。さらに、遮断光受光体１０の測定値が比較的小さな値であり、且つ第１及び第２散乱パターンＰ３ａ、Ｐ３ｂが略均等である場合には、ボール状金属粉Ｍ３（図１２（ｃ）参照）であると識別される。

【0045】

上記粒子の摩耗形態識別処理（図１０のステップＳＳ２）では、粒子の形状識別処理で識別された粒子の形状に応じて摩耗形態を識別する。ここで、上記薄片状金属粉Ｍ１は、機械の正常なすべり摩耗により発生する正常摩耗粒子であることが知られている。また、上記カール状金属粉Ｍ２は、砂等の混入により金属表面が削られて発生する切削摩耗粒子であることが知られている。さらに、上記ボール状金属粉Ｍ３は、軸受疲労により発生する疲労摩耗粒子であることが知られている。したがって、粒子の形状が薄片状金属粉Ｍ１である場合には、正常摩耗であると識別される。また、粒子の形状がカール状金属粉Ｍ２である場合には、切削摩耗であると識別される。さらに、粒子の形状がボール状金属粉Ｍ３である場合には、疲労摩耗であると識別される。

【0046】

なお、本実施例における粒子の材質識別処理（図１０のステップＳ３）では、上記実施例の診断システム１と略同様にして、遮断光受光体１０の測定値、複数の第１散乱光受光体１１ａ〜１１ｇのうちの１つの受光体の測定値、及び複数の第２散乱光受光体１２ａ〜１２ｂのうちの１つの受光体の測定値を多次元グラフ上にプロットすることで粒子の材質を識別する（図６及び図７参照）。ただし、第１及び第２散乱光受光体１１ａ〜１１ｇ、１２ａ〜１２ｇの個数に応じて複数の多次元グラフを形成したり、特定の多次元グラフ（例えば、４軸以上の多軸グラフやｘｙｚ軸に加えて時間軸を備えるグラフ等）を形成したりすれば、粒子の材質を更に正確に識別することができる。さらに、上述のような複数の散乱光の強度分布を用いて粒子の材質を識別するようにしてもよい。

【0047】

また、上記実施例では、複数の散乱光の測定値の強度分布に基づいて粒子の形状を識別する（図１０のステップＳＳ１）ようにしたが、これに限定されず、例えば、遮断光及び複数の散乱光の測定値の測定値を多次元グラフ上に示すことで粒子の形状を識別するようにしてもよい。この場合、例えば、複数の散乱光受光体の個数に応じて複数の多次元グラフを形成したり、特定の多次元グラフ（例えば、４軸以上の多軸グラフやｘｙｚ軸に加えて時間軸を備えるグラフ等）を形成したりすることができる。

【0048】

（２）診断システムの作用
次に、上記構成の診断システム３１の作用について説明する。診断システム３１では、上記実施例の診断システム１と略同様の作用を奏することに加えて、図１０に示すように、遮断光発光体１０の測定値と第１及び第２散乱パターンＰ１ａ〜Ｐ４ａ、Ｐ１ｂ〜Ｐ４ｂとに基づいて粒子の形状が識別される（ステップＳＳ１）。次いで、粒子の形状に基づいて摩耗形態が識別される（ステップＳＳ２）。この摩耗形態は、表示モニタ等の表示手段により表示される。

【0049】

（３）実施例の効果
本実施例の粒子計数装置３３によると、上記実施例の粒子計数装置３と略同様の効果を奏することに加えて以下の効果を奏する。すなわち、本実施例では、遮断光及び複数の散乱光の値に基づいて粒子の形状を識別する形状識別手段（図１０のステップＳＳ１）を備える。これにより、潤滑油中の粒子の性状を更に詳細に識別しつつ粒子の個数を計数することができる。

【0050】

また、本実施例では、複数の散乱光の強度分布を用いることで粒子の形状を識別する。これにより、潤滑油中の粒子の性状を更に詳細に識別しつつ粒子の個数を計数することができる。

【0051】

さらに、本実施例では、粒子の形状に応じて摩耗形態を識別する摩耗形態識別手段（図１０のステップＳＳ２）を備える。これにより、潤滑油中の粒子の性状を更に詳細に識別しつつ粒子の個数を計数することができる。

【0052】

尚、本発明においては、上記実施例に限られず、目的、用途に応じて本発明の範囲内で種々変更した実施例とすることができる。すなわち、上記実施例では、複数の散乱光受光体１１ａ〜１１ｇ、１２ａ〜１２ｇを直線上に並設するようにしたが、これに限定されず、複数の散乱光受光体を曲線上に並設するようにしてもよい。また、例えば、図１３に示すように、複数の散乱光受光体１１ａ〜１１ｉ、１２ａ〜１２ｉを光の光軸と測定部との交点を中心とする円弧上に並設するようにしてもよい。さらに、例えば、図１４に示すように、複数の散乱光受光体をドーム状に立体的に並設するようにしてもよい。さらに、複数の散乱光受光体を筒状に立体的に並設するようにしてもよい。

【0053】

また、上記実施例では、各測定値を多次元グラフ上にプロットして粒子の材質や形状を識別する形態を例示したが、これに限定されず、例えば、各測定値と所定の相関関係となるパラメータに基づいて粒子の材質や形状を識別するようにしてもよい。

【0054】

また、上記実施例では、粒子の形状として、薄片状金属粉Ｍ１、カール状金属粉Ｍ２、ボール状金属粉Ｍ３等を識別するようにしたが、これに限定されず、例えば、これらに加えて、平板状金属粉、直線状エッジを有する平板金属粉等を識別するようにしてもよい。

【0055】

また、上記実施例では、粒子の摩耗形態として、正常摩耗、切削摩耗、疲労摩耗等を識別するようにしたが、これに限定されず、例えば、これらに加えて、異常すべり摩耗、腐食摩耗、凝着摩耗、溶融摩耗等を識別するようにしてもよい。

【0056】

また、上記実施例において、測定部８に、機械システムで使用中の潤滑油をリアルタイムで流して測定したり、機械システムで予め採取された潤滑油をバッチ式で流して測定したりしてもよい。

【0057】

また、上記実施例において、粒径分布比Ｂに基づく状態診断により機械システムに運転停止信号を出力したり、粒径分布比に基づく潤滑対象部の摩耗状態、その発生原因、摩耗対策、その実施時期等のうちの１種又は２種以上の組み合わせを表示したりしてもよい。

【0058】

また、上記実施例において、遠隔から粒子計数装置３、３３の測定開始、停止、潤滑油の逆洗等の操作を実施可能に構成してもよい。

【0059】

また、上記実施例において、構成部品に関する情報（例えば、発光体の駆動時間等）に応じて構成部品の交換期限等を報知するようにしてもよい。

【0060】

さらに、上記実施例では、粒子計数装置３、３３とは別物のコンピュータ５によって診断処理を行うようにしたが、これに限定されず、例えば、粒子計数装置３、３３の制御部１３により診断処理を行うようにしてもよい。

【0061】

前述の例は単に説明を目的とするものでしかなく、本発明を限定するものと解釈されるものではない。本発明を典型的な実施形態の例を挙げて説明したが、本発明の記述および図示において使用された文言は、限定的な文言ではなく説明的および例示的なものであると理解される。ここで詳述したように、その形態において本発明の範囲または精神から逸脱することなく、添付の特許請求の範囲内で変更が可能である。ここでは、本発明の詳述に特定の構造、材料および実施例を参照したが、本発明をここにおける開示事項に限定することを意図するものではなく、むしろ、本発明は添付の特許請求の範囲内における、機能的に同等の構造、方法、使用の全てに及ぶものとする。

【0062】

本発明は上記で詳述した実施形態に限定されず、本発明の請求項に示した範囲で様々な変形または変更が可能である。

【産業上の利用可能性】

【0063】

機械システム等の潤滑油、洗浄液、冷却水、排水等の液体中に含まれる粒子の個数を計数する技術として広く利用される。

【符号の説明】

【0064】

１，３１；診断システム、３，３３；粒子計数装置、１０；遮断光受光体、１１，１１ａ〜１１ｇ；第１散乱光受光体、１２ａ，１２ａ〜１２ｇ；第２散乱光受光体。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】