特開 2025-69038 液体センサ及び検出方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2025069038

(43)【公開日】2025-04-30

(54)【発明の名称】液体センサ及び検出方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 27/02 20060101AFI20250422BHJP

   G01N 27/00 20060101ALI20250422BHJP

【ＦＩ】

G01N27/02 Z

G01N27/00 L

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2024021143

(22)【出願日】2024-02-15

(31)【優先権主張番号】P 2023178810

(32)【優先日】2023-10-17

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(71)【出願人】

【識別番号】000229737

【氏名又は名称】株式会社ＰＩＬＬＡＲ

(74)【代理人】

【識別番号】100150072

【弁理士】

【氏名又は名称】藤原 賢司

(74)【代理人】

【識別番号】100179213

【弁理士】

【氏名又は名称】山下 未知子

(72)【発明者】

【氏名】渡辺 健太郎

(72)【発明者】

【氏名】中津 彰

(72)【発明者】

【氏名】夏原 悠佑

【テーマコード（参考）】

2G060

【Ｆターム（参考）】

2G060AA05

2G060AC02

2G060AE30

2G060AF03

2G060AF06

2G060AF07

2G060AF10

2G060AG03

2G060FA01

2G060HA02

2G060HC02

2G060HC10

2G060KA05

(57)【要約】

【課題】液体の劣化度と相関を有するパラメータを検出可能な液体センサ及び検出方法を提供する。
【解決手段】液体センサは、一対の電極と、制御部とを備える。一対の電極は、液体に浸漬された状態で使用される。制御部は、一対の電極間に印加される交流電圧の周波数を掃引する。制御部は、周波数毎に液体のインピーダンスを検出し、かつ、インピーダンスと相関を有する値又はインピーダンスである第１パラメータに関連する第２パラメータを算出する。第２パラメータは、第１変化度と第２変化度との差分である。第１変化度及び第２変化度の各々は、周波数の変化量に対する第１パラメータの変化量を示す。液体センサは、記憶部を更に備える。記憶部は、液体の劣化度と相関を有する第３パラメータと第２パラメータとの対応関係を示す関係情報を記憶する。制御部は、第２パラメータ及び関係情報に基づいて第３パラメータを検出する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

液体に浸漬された状態で使用される一対の電極と、
前記一対の電極間に印加される交流電圧の周波数を掃引する制御部とを備え、
前記制御部は、前記周波数毎に前記液体のインピーダンスを検出し、かつ、前記インピーダンスと相関を有する値又は前記インピーダンスである第１パラメータに関連する第２パラメータを算出し、
前記第２パラメータは、第１変化度と第２変化度との差分であり、
前記第１変化度及び前記第２変化度の各々は、前記周波数の変化量に対する前記第１パラメータの変化量を示し、
前記液体の劣化度と相関を有する第３パラメータと前記第２パラメータとの対応関係を示す関係情報を記憶する記憶部をさらに備え、
前記制御部は、前記第２パラメータ及び前記関係情報に基づいて前記第３パラメータを検出する、液体センサ。

【請求項2】

前記第１パラメータは、前記液体の抵抗値、又は、前記液体の静電容量である、請求項１に記載の液体センサ。

【請求項3】

前記第３パラメータは、前記液体の塩基価、又は、前記液体の酸価である、請求項１又は請求項２に記載の液体センサ。

【請求項4】

前記液体の温度を検出する温度センサをさらに備え、
前記関係情報は、前記液体の温度毎に設けられており、
前記制御部は、前記液体の温度、前記液体の温度に対応する前記関係情報、及び、前記第２パラメータに基づいて前記第３パラメータを検出する、請求項１又は請求項２に記載の液体センサ。

【請求項5】

前記制御部は、検出された前記第３パラメータの値に応じて、前記第１パラメータとして前記抵抗値及び前記静電容量のいずれを用いるかを切り替える、請求項２に記載の液体センサ。

【請求項6】

液体に浸漬された状態の一対の電極間に印加される交流電圧の周波数を掃引するステップと、
前記周波数毎に前記液体のインピーダンスを検出するステップと、
前記インピーダンスと相関を有する値又は前記インピーダンスである第１パラメータに関連する第２パラメータを算出するステップとを含み、
前記第２パラメータは、第１変化度と第２変化度との差分であり、
前記第１変化度及び前記第２変化度の各々は、前記周波数の変化量に対する前記第１パラメータの変化量を示し、
前記液体の劣化度と相関を有する第３パラメータと前記第２パラメータとの対応関係を示す関係情報を記憶するステップと、
前記第２パラメータ及び前記関係情報に基づいて前記第３パラメータを検出するステップとをさらに含む、検出方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、液体センサ及び検出方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許第６９１００３７号公報（特許文献１）は、オイル状態判定システムを開示する。このオイル状態判定システムにおいては、オイルの抵抗値が測定され、オイルの抵抗値の変化傾向が減少傾向から増加傾向に反転した場合にオイルの酸化状態が変化したと判定される（特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第６９１００３７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記特許文献１に開示されているオイル状態判定システムにおいては、オイル（「液体」の一例）の酸化状態の変化が判定される一方、オイルの劣化度と相関を有するパラメータが検出されない。

【0005】

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであって、その目的は、液体の劣化度と相関を有するパラメータを検出可能な液体センサ及び検出方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明のある局面に従う液体センサは、一対の電極と、制御部とを備える。一対の電極は、液体に浸漬された状態で使用される。制御部は、一対の電極間に印加される交流電圧の周波数を掃引する。制御部は、周波数毎に液体のインピーダンスを検出し、かつ、インピーダンスと相関を有する値又はインピーダンスである第１パラメータに関連する第２パラメータを算出する。第２パラメータは、第１変化度と第２変化度との差分である。第１変化度及び第２変化度の各々は、周波数の変化量に対する第１パラメータの変化量を示す。液体センサは、記憶部をさらに備える。記憶部は、液体の劣化度と相関を有する第３パラメータと第２パラメータとの対応関係を示す関係情報を記憶する。制御部は、第２パラメータ及び関係情報に基づいて第３パラメータを検出する。

【0007】

本発明者（ら）は、液体の劣化度と相関を有する第３パラメータと第２パラメータとが比較的高い相関を有することを見出した。この液体センサにおいては、第３パラメータと第２パラメータとの対応関係を示す関係情報と、算出された第２パラメータとに基づいて第３パラメータが検出される。したがって、この液体センサによれば、第３パラメータを比較的高精度に検出することができる。

【0008】

上記液体センサにおいて、第１パラメータは、液体の抵抗値、又は、液体の静電容量であってもよい。

【0009】

上記液体センサにおいて、第３パラメータは、液体の塩基価、又は、液体の酸価であってもよい。

【0010】

上記液体センサは、液体の温度を検出する温度センサをさらに備えてもよく、関係情報は、液体の温度毎に設けられてもよく、制御部は、液体の温度、液体の温度に対応する関係情報、及び、第２パラメータに基づいて第３パラメータを検出してもよい。

【0011】

本発明者（ら）は、第３パラメータと第２パラメータとの関係性が液体の温度の影響を受け得ることを見出した。この液体センサにおいては、液体の温度、液体の温度に対応する関係情報、及び、第２パラメータに基づいて第３パラメータが検出される。したがって、この液体センサによれば、液体の温度が考慮された上で第３パラメータが検出されるため、第３パラメータをより高精度に検出することができる。

【0012】

上記液体センサにおいて、制御部は、検出された第３パラメータの値に応じて、第１パラメータとして抵抗値及び静電容量のいずれを用いるかを切り替えてもよい。

【0013】

本発明者（ら）は、抵抗値に基づいて算出された第２パラメータ、及び、静電容量に基づいて算出された第２パラメータのいずれが第３パラメータとより高い相関を有するかが第３パラメータの値によって変わることを見出した。この液体センサにおいては、第１パラメータとして抵抗値及び静電容量のいずれを用いるかが、検出された第３パラメータの値に応じて切り替えられる。したがって、この液体センサによれば、第３パラメータとより高い相関を有する第２パラメータが第３パラメータの検出に用いられるため、第３パラメータをより高精度に検出することができる。

【0014】

本発明の他の局面に従う検出方法は、液体に浸漬された状態の一対の電極間に印加される交流電圧の周波数を掃引するステップと、周波数毎に液体のインピーダンスを検出するステップと、インピーダンスと相関を有する値又はインピーダンスである第１パラメータに関連する第２パラメータを算出するステップとを含む。第２パラメータは、第１変化度と第２変化度との差分である。第１変化度及び第２変化度の各々は、周波数の変化量に対する第１パラメータの変化量を示す。検出方法は、液体の劣化度と相関を有する第３パラメータと第２パラメータとの対応関係を示す関係情報を記憶するステップと、第２パラメータ及び関係情報に基づいて第３パラメータを検出するステップとをさらに含む。

【0015】

この検出方法においては、第３パラメータと第２パラメータとの対応関係を示す関係情報と、算出された第２パラメータとに基づいて第３パラメータが検出される。したがって、この検出方法によれば、第３パラメータを比較的高精度に検出することができる。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、液体の劣化度と相関を有するパラメータを検出可能な液体センサ及び検出方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】液体センサの構成を模式的に示す図である。

【図2】液体の並列等価回路を模式的に示す図である。

【図3】一対の電極間に印加される交流電圧（入力信号）と、一対の電極を含む回路において生じる電流（測定信号）との関係の一例を模式的に示す図である。

【図4】インピーダンス、抵抗値、静電容量及び位相差の関係を模式的に示す図である。

【図5】関係情報の生成手順の一例を示すフローチャートである。

【図6】抵抗値の検出を通じて生成されるグラフの一例を模式的に示す図である。

【図7】第１及び第２変化度の算出方法を説明するための図である。

【図8】関係情報を用いて検出された液体の塩基価（推定値）と、液体の塩基価の分析値との関係の一例を示す図である。

【図9】１つの変化度を第２パラメータとした場合における、関係情報を用いて検出された液体の塩基価（推定値）と、液体の塩基価の分析値との関係の一例を示す図である。

【図10】液体センサにおける液体の塩基価の検出手順を示すフローチャートである。

【図11】液体の酸価を第３パラメータとした場合における、関係情報を用いて検出された液体の酸価（推定値）と、液体の酸価の分析値との関係の一例を示す図である。

【図12】第３パラメータの検出に使用する関係情報を特定する手順を示すフローチャートである。

【図13】第１パラメータの変更に関するイメージを説明するための図である。

【図14】液体センサにおける液体の塩基価の検出手順の他の例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明の一側面に係る実施の形態（以下、「本実施の形態」とも称する。）について、図面を用いて詳細に説明する。なお、図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。また、各図面は、理解の容易のために、適宜対象を省略又は誇張して模式的に描かれている。

【0019】

［１．液体センサの構成］
図１は、本実施の形態に従う液体センサ１０の構成を模式的に示す図である。液体センサ１０は、タンク２０内に取り付けられ、液体Ｌ１（例えば、オイル）の劣化度と相関を有するパラメータ（例えば、塩基価）を検出するように構成されている。例えば、液体センサ１０は、車両等のオイルタンク内や配管に取り付けられ、オイルの塩基価を検出する。オイルの塩基価は、オイルの劣化度と相関を有する。液体センサ１０は、少なくとも一部分が液体Ｌ１に浸漬された状態で使用される。

【0020】

図１に示されるように、液体センサ１０は、検出システム１００と、基板１１０とを含んでいる。液体センサ１０の使用時に、基板１１０は、液体Ｌ１に浸漬される。基板１１０の形状は、例えば、平面視において略矩形状である。基板１１０は、基板本体１１１と、一対の電極１１２と、温度センサ１１３とを含んでいる。基板本体１１１は、いわゆるフッ素樹脂基板である。フッ素樹脂基板が耐候性及び耐薬性に優れるため、基板本体１１１を含む基板１１０は過酷環境での使用に耐え得る。なお、基板本体１１１は、必ずしもフッ素樹脂基板で構成される必要はないが、例えば、耐薬性に優れた基板で構成されることが好ましい。

【0021】

一対の電極１１２は、基板本体１１１上に形成されている。一対の電極１１２は、液体Ｌ１のインピーダンスの検出に用いられる。各電極１１２は、櫛歯形状を有している。基板１１０において、一対の電極１１２は、各電極１１２の歯部分が交互に位置するように配置されている。一対の電極１１２は、例えば、基板本体１１１の一面に形成された導電層をパターニングすることによって形成される。

【0022】

温度センサ１１３は、基板本体１１１上に実装されている。温度センサ１１３は、液体Ｌ１の温度検出に用いられる。温度センサ１１３は、例えば、測温抵抗体（ＲＴＤ）、サーミスタ又は熱電対等の温度検出素子によって構成される。なお、温度センサ１１３は、必ずしも必要ではない。

【0023】

検出システム１００は、記憶部１０６と、測定部１０２と、制御部１０４と、通知部１０８とを含んでいる。記憶部１０６は、例えば、フラッシュメモリ等の補助記憶装置で構成される。記憶部１０６は、例えば、液体Ｌ１の塩基価の検出に用いられる「関係情報」を記憶する。関係情報については、後程詳しく説明する。

【0024】

測定部１０２は、例えば、電源及び電流計を含む。測定部１０２は、一対の電極１１２間に測定電圧（交流電圧）を印加すると共に、一対の電極１１２を含む回路において生じる電流を測定する。また、測定部１０２は、例えば、温度センサ１１３に測定電圧を印加すると共に温度センサ１１３を含む回路において生じる電流を測定する。

【0025】

制御部１０４は、例えば、演算回路、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）及びＲＯＭ（Read Only Memory）を含む。制御部１０４は、例えば、一対の電極１１２間に印加された電圧の値、及び、一対の電極１１２を含む回路において生じた電流の値に基づいて一対の電極１１２間のインピーダンスを検出する。一対の電極１１２の全体が液体Ｌ１に浸漬されている場合には、一対の電極１１２間のインピーダンスが液体Ｌ１のインピーダンスとみなされる。

【0026】

詳細については後述するが、制御部１０４は、液体Ｌ１の塩基価の検出に液体Ｌ１の電気抵抗値（以下、単に「抵抗値」とも称する。）を用いる。制御部１０４は、液体Ｌ１のインピーダンスに基づいて液体Ｌ１の抵抗値を算出する。液体Ｌ１のインピーダンスに基づいて液体Ｌ１の抵抗値を算出する手順の一例について次に説明する。

【0027】

図２は、液体Ｌ１の並列等価回路を模式的に示す図である。図２に示されるように、液体Ｌ１は、抵抗とコンデンサとが並列接続された回路と電気的に等価とみなすことができる。すなわち、液体Ｌ１のインピーダンスＺ１は、抵抗値Ｒ１と静電容量Ｃ１とに分離可能である。

【0028】

図３は、一対の電極１１２間に印加される交流電圧（入力信号）と、一対の電極１１２を含む回路において生じる電流（測定信号）との関係の一例を模式的に示す図である。図３を参照して、横軸は時間を示し、縦軸は電圧値又は電流値を示す。この例においては、入力信号の位相と測定信号の位相との差がθである。制御部１０４は、入力信号及び測定信号に基づいて位相差θを検出する。

【0029】

図４は、インピーダンスＺ１、抵抗値Ｒ１、静電容量Ｃ１及び位相差θの関係を模式的に示す図である。図４を参照して、制御部１０４は、検出されたインピーダンスＺ１にｃｏｓθを積算することによって抵抗値Ｒ１を算出する。このような手順によって、制御部１０４は、液体Ｌ１のインピーダンスＺ１に基づいて液体Ｌ１の抵抗値Ｒ１を算出する。詳細については後述するが、制御部１０４は、液体Ｌ１の抵抗値Ｒ１及び関係情報等を用いることによって液体Ｌ１の塩基価を検出する。

【0030】

再び図１を参照して、制御部１０４は、例えば、温度センサ１１３に印加された電圧、及び、温度センサ１１３を含む回路において生じた電流に基づいて温度センサ１１３の抵抗値を検出する。制御部１０４は、温度センサ１１３の抵抗値に基づいて液体Ｌ１の温度を検出する。記憶部１０６には、例えば、温度と抵抗値との関係が予め記憶されている。

【0031】

通知部１０８は、例えば、ディスプレイを含む。通知部１０８は、例えば、制御部１０４によって検出された塩基価を示す画像を表示する。これにより、液体Ｌ１の塩基価がユーザに通知される。

【0032】

［２．関係情報を用いた塩基価の検出］
例えば、オイル（液体Ｌ１の一例）の酸化状態の変化を検出し、オイルの交換タイミングを判定する技術が存在する。しかしながら、このような技術によっては、液体Ｌ１の劣化度と相関を有するパラメータ（例えば、塩基価）が直接的に検出されるわけではない。一方、液体Ｌ１の劣化度と相関を有するパラメータが直接的に検出されれば、例えば、液体Ｌ１の交換タイミングをより高精度に判定することが可能となる。

【0033】

第１パラメータ、第２パラメータ及び第３パラメータを次のように定義する。第１パラメータは、液体Ｌ１のインピーダンスＺ１と相関を有する値又はインピーダンスＺ１自体に対応するパラメータ（例えば、液体Ｌ１の抵抗値Ｒ１）である。第２パラメータは、第１変化度と第２変化度との差分である。制御部１０４は、一対の電極１１２間に印加する測定電圧の周波数を掃引するように構成されている。制御部１０４は、複数の所定の周波数（例えば、周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３，ｆ４（ｆ１＜ｆ２＜ｆ３＜ｆ４））の各々の測定電圧が印加された場合における液体Ｌ１の抵抗値Ｒ１を検出するように構成されている。第１変化度及び第２変化度の各々は、周波数の変化量に対する第１パラメータの変化量を示す（例えば、第１変化度が、周波数ｆ４－（マイナス）周波数ｆ１に対する第１パラメータの変化量であり、第２変化度が、周波数ｆ３－（マイナス）周波数ｆ２に対する第１パラメータの変化量である。）。第３パラメータは、液体Ｌ１の劣化度と相関を有するパラメータ（例えば、液体Ｌ１の塩基価）である。

【0034】

本発明者（ら）は、液体Ｌ１の劣化度と相関を有する第３パラメータと第２パラメータとが比較的高い相関を有することを見出した。本実施の形態に従う液体センサ１０においては、上記関係情報が第３パラメータと第２パラメータとの対応関係を示し、算出された第２パラメータと関係情報とに基づいて第３パラメータが検出される。したがって、液体センサ１０によれば、第３パラメータを比較的高精度に検出することができる。上述のように、関係情報は、予め生成され、記憶部１０６に記憶されている。関係情報の生成手順について次に説明する。

【0035】

図５は、関係情報の生成手順の一例を示すフローチャートである。このフローチャートに示される各工程は、制御部１０４又は作業者によって行なわれる。なお、各々が互いに異なる塩基価を有する複数の試料（液体Ｌ１）が事前に準備されており、複数の試料のいずれかがタンク２０（図１）に入った状態でこのフローチャートに示される工程が開始される。また、複数の試料の各々の実際の塩基価は予め測定されている。

【0036】

図５を参照して、制御部１０４は、各周波数の測定電圧が一対の電極１１２間に印加された状態で液体Ｌ１の抵抗値Ｒ１を検出し（ステップＳ１００）、全試料に関し予め定められた全周波数で抵抗値の検出を完了させる（ステップＳ１１０）。

【0037】

図６は、液体Ｌ１の抵抗値Ｒ１の検出を通じて生成されるグラフの一例を模式的に示す図である。この図は、特定の試料に関する、測定電圧の周波数と抵抗値Ｒ１との関係を示す。図６を参照して、横軸は測定電圧の周波数を示し、縦軸は検出された抵抗値Ｒ１を示す。各点Ｐ１は、特定の周波数の測定電圧が一対の電極１１２間に印加された場合における特定の試料（液体Ｌ１）の抵抗値Ｒ１を示す。各試料に関し測定電圧の掃引と抵抗値Ｒ１の検出とが繰り返されることによって、全試料の各々に関し図６に示されるようなグラフが生成される。

【0038】

図７は、第１及び第２変化度について説明するための図である。図７を参照して、上述のように、各点Ｐ１は、特定の周波数の測定電圧が一対の電極１１２間に印加された場合における特定の試料（液体Ｌ１）の抵抗値Ｒ１を示す。変化度ＤＣ１は第１変化度の一例であり、変化度ＤＣ２は第２変化度の一例である。変化度ＤＣ１，ＤＣ２の各々は、測定電圧の周波数の変化量に対する抵抗値Ｒ１（第１パラメータ）の変化量を示す。この例においては、変化度ＤＣ１は、周波数ｆ３－（マイナス）周波数ｆ２に対する抵抗値Ｒ１の変化量を示し、変化度ＤＣ２は、周波数ｆ４－（マイナス）周波数ｆ１に対する抵抗値Ｒ１の変化量を示す。変化度ＤＣ１，ＤＣ２の各々は、各々が測定電圧の周波数と抵抗値Ｒ１との対応関係を示す任意の２つの点を結んだ直線の傾きともいえる。

【0039】

再び図５を参照して、作業者は、全試料に関し、第１及び第２変化度の特定の組合せにおける第１変化度と第２変化度との差分のプロットを行なう（ステップＳ１２０）。これにより、第１及び第２変化度の差分と、液体Ｌ１の塩基価との対応関係を示すグラフが生成される。作業者は、全試料に関する第１及び第２変化度の特定の組合せにおける第１及び第２変化度の差分のプロットを、第１及び第２変化度の全組合せに関し完了させる（ステップＳ１３０）。これにより、第１及び第２変化度の組合せ毎に、第１及び第２変化度の差分と、液体Ｌ１の塩基価との対応関係を示すグラフが生成される。

【0040】

作業者は、生成された各グラフ（各プロット結果）に基づいて、相関係数を算出する（ステップＳ１４０）。相関係数の算出には、例えば、公知の種々の方法が用いられる。相関係数の算出は、例えば、コンピュータを使用することによって行なわれる。作業者は、相関係数が最大となったグラフに基づいて「関係情報」を生成する（ステップＳ１５０）。このような手順によって関係情報が生成される。関係情報は、例えば、一次関数、二次関数又は三次以上の関数であってもよい。なお、関係情報においては、相関係数が最大となったグラフの生成に用いられた第１及び第２変化度の組合せにおける第１及び第２変化度の差分と、液体Ｌ１の塩基価（第３パラメータの一例）との対応関係が示される。すなわち、関係情報においては、第１変化度を算出するときの２つの周波数が予め定められており、第２変化度を算出するときの２つの周波数が予め定められている。

【0041】

図８は、本実施の形態に従う液体センサ１０によって関係情報を用いて検出された液体Ｌ１の塩基価（推定値）と、液体Ｌ１の塩基価の分析値との関係の一例を示す図である。図８を参照して、横軸は分析値を示し、縦軸は推定値又は誤差を示す。白色の各点Ｐ２は特定の分析値を有する液体Ｌ１に関する推定値を示し、黒色の各点Ｐ３は推定値と分析値との誤差を示す。基準線ＲＬ１はＪＩＳ規格（ＪＩＳ Ｋ ２５０１：２００３ 電位差滴定法（塩基価・塩酸法））で定められた誤差の上限を示し、基準線ＲＬ２はＪＩＳ規格で定められた誤差の下限を示す。

【0042】

図８に示されるように、各推定値の誤差がＪＩＳ規格で定められた誤差の範囲内に収まっている。このことからも、第２パラメータ（第１変化度と第２変化度との差分）と第３パラメータ（例えば、塩基価）とは高い相関を有することが分かる。本実施の形態に従う液体センサ１０においては、関係情報が第３パラメータと第２パラメータとの対応関係を示し、算出された第２パラメータと関係情報とに基づいて第３パラメータが検出される。したがって、液体センサ１０によれば、第３パラメータを比較的高精度に検出することができる。

【0043】

仮に、第２パラメータが、第１変化度と第２変化度との差分ではなく、１つの変化度（周波数の変化量に対する第１パラメータの変化量）であるとする。この場合に、第３パラメータと第２パラメータとの対応関係を示す関係情報が予め生成されているとする。また、この関係情報を用いて液体Ｌ１の塩基価が推定されるとする。

【0044】

図９は、１つの変化度を第２パラメータとした場合における、関係情報を用いて検出された液体Ｌ１の塩基価（推定値）と、液体Ｌ１の塩基価の分析値との関係の一例を示す図である。図９に示されるように、いくつかの推定値の誤差がＪＩＳ規格で定められた誤差の範囲内に収まっていない。１つの変化度を第２パラメータとした場合には、第２パラメータと第３パラメータとが高い相関を有しないことが分かる。

【0045】

本実施の形態に従う液体センサ１０においては、第１変化度と第２変化度との差分が第２パラメータとされ、その上で、算出された第２パラメータと関係情報とに基づいて第３パラメータが検出される。したがって、液体センサ１０によれば、第３パラメータを比較的高精度に検出することができる。

【0046】

［３．塩基価の検出手順］
図１０は、液体センサ１０における液体Ｌ１の塩基価の検出手順を示すフローチャートである。このフローチャートに示される処理は、制御部１０４によって実行される。

【0047】

図１０を参照して、制御部１０４は、所定周波数（例えば、関係情報において予め定められている４つの周波数のうちのいずれかの周波数）の測定電圧が一対の電極１１２間に印加された状態で液体Ｌ１の抵抗値Ｒ１（第１パラメータ）を検出する（ステップＳ２００）。制御部１０４は、予め定められた複数（例えば、４つ）の所定周波数の各々の測定電圧が一対の電極１１２間に印加された状態で抵抗値Ｒ１の検出が行なわれたか否かを判定する（ステップＳ２１０）。少なくとも一部の周波数に関して抵抗値Ｒ１の検出が完了していないと判定されると（ステップＳ２１０においてＮＯ）、制御部１０４は、測定電圧の周波数を掃引するように測定部１０２を制御する（ステップＳ２２０）。その後、ステップＳ２００の処理が再び行なわれる。

【0048】

全ての所定周波数に関して抵抗値Ｒ１の検出が完了したと判定されると（ステップＳ２１０においてＹＥＳ）、制御部１０４は、抵抗値Ｒ１の各検出結果に基づいて第１及び第２変化度を算出する（ステップＳ２３０）。制御部１０４は、第１変化度と第２変化度との差分（第２パラメータ）を算出する（ステップＳ２４０）。制御部１０４は、記憶部１０６に記憶されている関係情報（例えば、関数）に第２パラメータを代入することによって液体Ｌ１の塩基価（第３パラメータ）を検出する（ステップＳ２５０）。

【0049】

［４．特徴］
以上のように、本実施の形態に従う液体センサ１０は、一対の電極１１２と、制御部１０４とを備える。一対の電極１１２は、液体Ｌ１に浸漬された状態で使用される。制御部１０４は、一対の電極１１２間に印加される交流電圧の周波数を掃引する。制御部１０４は、周波数毎に液体Ｌ１のインピーダンスを検出し、かつ、インピーダンスと相関を有する値又はインピーダンスである第１パラメータ（例えば、抵抗値Ｒ１）に関連する第２パラメータを算出する。第２パラメータは、第１変化度と第２変化度との差分である。第１変化度及び第２変化度の各々は、周波数の変化量に対する第１パラメータの変化量を示す。液体センサ１０は、記憶部１０６をさらに備える。記憶部１０６は、液体Ｌ１の劣化度と相関を有する第３パラメータ（例えば、塩基価）と第２パラメータとの対応関係を示す関係情報を記憶する。制御部１０４は、第２パラメータ及び関係情報に基づいて第３パラメータを検出する。液体センサ１０によれば、第３パラメータと第２パラメータとが比較的高い相関を有し、かつ、第３パラメータと第２パラメータとの対応関係を示す関係情報と第２パラメータとに基づいて第３パラメータが検出されるため、第３パラメータを比較的高精度に検出することができる。

【0050】

［５．他の実施の形態］
上記実施の形態の思想は、以上で説明された実施の形態に限定されない。以下、上記実施の形態の思想を適用できる他の実施の形態の一例について説明する。

【0051】

＜５－１＞
上記実施の形態においては、第１パラメータが液体Ｌ１の抵抗値Ｒ１とされた。しかしながら、第１パラメータは、必ずしも液体Ｌ１の抵抗値Ｒ１でなくてもよい。第１パラメータは、例えば、液体Ｌ１の静電容量Ｃ１であってもよいし、液体Ｌ１のインピーダンスＺ１であってもよい。液体Ｌ１の静電容量Ｃ１又はインピーダンスＺ１を第１パラメータとした上で関係情報が予め生成され、液体Ｌ１の静電容量Ｃ１又はインピーダンスＺ１を第１パラメータとした上で図１０に示されるフローチャートに従って液体Ｌ１の第３パラメータが検出されてもよい。

【0052】

＜５－２＞
上記実施の形態においては、第３パラメータが液体Ｌ１の塩基価とされた。しかしながら、第３パラメータは、必ずしも液体Ｌ１の塩基価でなくてもよい。第３パラメータは、例えば、液体Ｌ１の酸価であってもよい。液体Ｌ１の酸価を第３パラメータとした上で関係情報が予め生成され、液体Ｌ１の酸価を第３パラメータとした上で図１０に示されるフローチャートに従って液体Ｌ１の第３パラメータが検出されてもよい。

【0053】

図１１は、液体Ｌ１の酸価を第３パラメータとした場合における、関係情報を用いて検出された液体Ｌ１の酸価（推定値）と、液体Ｌ１の酸価の分析値との関係の一例を示す図である。図１１を参照して、横軸は分析値を示し、縦軸は推定値又は誤差を示す。白色の各点Ｐ４は特定の分析値（酸価）を有する液体Ｌ１に関する推定値（酸価）を示し、黒色の各点Ｐ５は推定値と分析値との誤差を示す。基準線ＲＬ３はＪＩＳ規格（ＪＩＳ Ｋ ２５０１：２００３ 電位差滴定法（酸価））で定められた誤差の上限を示し、基準線ＲＬ４はＪＩＳ規格で定められた誤差の下限を示す。図１１に示されるように、各推定値の誤差がＪＩＳ規格で定められた誤差の範囲内に収まっている。

【0054】

＜５－３＞
上記実施の形態においては、第３パラメータの検出に常に同一の関係情報が使用された。しかしながら、第３パラメータの検出に使用される関係情報は、所定条件に従って変更されてもよい。例えば、予め複数の関係情報が準備され、複数の関係情報の各々は液体Ｌ１の互いに異なる温度帯に対応していてもよい。複数の関係情報は、例えば、複数の試料（液体Ｌ１）の温度を変更することによって予め生成されてもよい。複数の関係情報は、記憶部１０６に記憶されていてもよい。

【0055】

図１２は、第３パラメータの検出に使用する関係情報を特定する手順を示すフローチャートである。このフローチャートに示される処理は、例えば、制御部１０４によって実行される。図１２を参照して、制御部１０４は、温度センサ１１３の出力に基づいて液体Ｌ１の温度を検出する（ステップＳ３００）。制御部１０４は、検出された液体Ｌ１の温度に対応する関係情報を特定する（ステップＳ３１０）。特定された関係情報を使用しつつ、図１０に示されるフローチャートに従って液体Ｌ１の第３パラメータが検出されてもよい。

【0056】

本発明者（ら）は、第３パラメータと第２パラメータとの関係性が液体Ｌ１の温度の影響を受け得ることを見出した。この液体センサ１０においては、液体Ｌ１の温度、液体Ｌ１の温度に対応する関係情報、及び、第２パラメータに基づいて第３パラメータが検出される。したがって、この液体センサ１０によれば、液体Ｌ１の温度が考慮された上で第３パラメータが検出されるため、第３パラメータをより高精度に検出することができる。

【0057】

＜５－４＞
上記実施の形態においては、第３パラメータの値に拘わらず第１パラメータとして抵抗値Ｒ１が用いられた。しかしながら、第１パラメータとして何を用いるかが第３パラメータの値に応じて変更されてもよい。

【0058】

図１３は、第１パラメータの変更に関するイメージを説明するための図である。図１３を参照して、例えば、塩基価（第３パラメータ）が４以上の場合には静電容量Ｃ１が第１パラメータとして用いられ、塩基価が４未満の場合には抵抗値Ｒ１が第１パラメータとして用いられてもよい。本発明者（ら）は、抵抗値Ｒ１に基づいて算出された第２パラメータ、及び、静電容量Ｃ１に基づいて算出された第２パラメータのいずれが第３パラメータとより高い相関を有するかが第３パラメータの値によって変わることを見出した。より具体的には、塩基価が高いほど静電容量Ｃ１に基づいて算出された第２パラメータが第３パラメータと高い相関を有し、塩基価が低いほど抵抗値Ｒ１に基づいて算出された第２パラメータが第３パラメータと高い相関を有することを本発明者（ら）は見出した。

【0059】

図１４は、液体センサ１０における液体Ｌ１の塩基価の検出手順の他の例を示すフローチャートである。このフローチャートに示される処理は、制御部１０４によって実行される。

【0060】

図１４を参照して、制御部１０４は、所定周波数（例えば、関係情報において予め定められている４つの周波数のうちのいずれかの周波数）の測定電圧が一対の電極１１２間に印加された状態で液体Ｌ１の抵抗値Ｒ１（第１パラメータ）を検出する（ステップＳ４００）。制御部１０４は、予め定められた複数（例えば、４つ）の所定周波数の各々の測定電圧が一対の電極１１２間に印加された状態で抵抗値Ｒ１の検出が行なわれたか否かを判定する（ステップＳ４０５）。少なくとも一部の周波数に関して抵抗値Ｒ１の検出が完了していないと判定されると（ステップＳ４０５においてＮＯ）、制御部１０４は、測定電圧の周波数を掃引するように測定部１０２を制御する（ステップＳ４１０）。その後、ステップＳ４００の処理が再び行なわれる。

【0061】

全ての所定周波数に関して抵抗値Ｒ１の検出が完了したと判定されると（ステップＳ４０５においてＹＥＳ）、制御部１０４は、抵抗値Ｒ１の各検出結果に基づいて第１及び第２変化度を算出する（ステップＳ４１５）。制御部１０４は、第１変化度と第２変化度との差分（第２パラメータ）を算出する（ステップＳ４２０）。制御部１０４は、記憶部１０６に記憶されている関係情報（例えば、関数）に第２パラメータを代入することによって液体Ｌ１の塩基価（第３パラメータ）を検出する（ステップＳ４２５）。なお、ここで使用される関係情報は、抵抗値Ｒ１の周波数特性に基づいて予め生成されている。

【0062】

制御部１０４は、検出された塩基価が所定値（例えば、「４」）以上であるか否かを判定する（ステップＳ４３０）。検出された塩基価が所定値未満であると判定されると（ステップＳ４３０においてＮＯ）、このフローチャートに示される処理は終了し、ステップＳ４２５において検出された塩基価が液体Ｌ１の塩基価とみなされる。

【0063】

一方、検出された塩基価が所定値以上であると判定されると（ステップＳ４３０においてＹＥＳ）、制御部１０４は、所定周波数の測定電圧が一対の電極１１２間に印加された状態で液体Ｌ１の静電容量Ｃ１（第１パラメータ）を検出する（ステップＳ４３５）。制御部１０４は、予め定められた複数の所定周波数の各々の測定電圧が一対の電極１１２間に印加された状態で静電容量Ｃ１の検出が行なわれたか否かを判定する（ステップＳ４４０）。少なくとも一部の周波数に関して静電容量Ｃ１の検出が完了していないと判定されると（ステップＳ４４０においてＮＯ）、制御部１０４は、測定電圧の周波数を掃引するように測定部１０２を制御する（ステップＳ４４５）。その後、ステップＳ４３５の処理が再び行なわれる。

【0064】

全ての所定周波数に関して静電容量Ｃ１の検出が完了したと判定されると（ステップＳ４４０においてＹＥＳ）、制御部１０４は、静電容量Ｃ１の各検出結果に基づいて第１及び第２変化度を算出する（ステップＳ４５０）。制御部１０４は、第１変化度と第２変化度との差分（第２パラメータ）を算出する（ステップＳ４５５）。制御部１０４は、記憶部１０６に記憶されている関係情報（例えば、関数）に第２パラメータを代入することによって液体Ｌ１の塩基価（第３パラメータ）を検出する（ステップＳ４６０）。なお、ここで使用される関係情報は、静電容量Ｃ１の周波数特性に基づいて予め生成されている。ステップＳ４６０において塩基価が検出されると、このフローチャートに示される処理は終了し、ステップＳ４６０において検出された塩基価が液体Ｌ１の塩基価とみなされる。

【0065】

このように、この液体センサ１０においては、第１パラメータとして抵抗値Ｒ１及び静電容量Ｃ１のいずれを用いるかが第３パラメータの値に応じて切り替えられる。したがって、この液体センサ１０によれば、第３パラメータとより高い相関を有する第２パラメータが第３パラメータの検出に用いられるため、第３パラメータをより高精度に検出することができる。

【0066】

以上、本発明の実施の形態について例示的に説明した。すなわち、例示的な説明のために、詳細な説明及び添付の図面が開示された。よって、詳細な説明及び添付の図面に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須でない構成要素が含まれることがある。したがって、それらの必須でない構成要素が詳細な説明及び添付の図面に記載されているからといって、それらの必須でない構成要素が必須であると直ちに認定されるべきではない。

【0067】

また、上記実施の形態は、あらゆる点において本発明の例示にすぎない。上記実施の形態は、本発明の範囲内において、種々の改良や変更が可能である。例えば、いずれかの実施の形態の少なくとも一部の構成と、他のいずれかの実施の形態の少なくとも一部の構成とが組み合わされてもよい。すなわち、本発明の実施にあたっては、実施の形態に応じて具体的構成を適宜採用することができる。

【符号の説明】

【0068】

１０ 液体センサ、２０ タンク、１００ 検出システム、１０２ 測定部、１０４ 制御部、１０６ 記憶部、１０８ 通知部、１１０ 基板、１１１ 基板本体、１１２ 電極、１１３ 温度センサ、ＤＣ１，ＤＣ２ 変化度、Ｌ１ 液体、Ｐ１－Ｐ５ 点、ＲＬ１－ＲＬ４ 基準線。

【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】