电阻率测定电路、液体试样测定单元、电阻率测定装置、液体试样管理方法及液体试样管 ...的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及对例如润滑油等液体试样的电阻率进行测定的电阻率测定装置、用于所述电阻率测定装置的电阻率测定电路和液体试样测定单元、使用了所述电阻率测定装置的液体使用管理方法和液体试样管理系统。
【背景技术】
[0002]以往，作为测定绝缘性液体IPA (异丙醇)的电阻率的技术，有专利文献I公开的技术。所述电阻率测定装置通过对外部电极和内部电极施加交流电压，来测定位于外部电极和内部电极之间的IPA的电阻率。
[0003]在此，IPA的电阻率为1000M Ω.cm左右，作为对外部电极和内部电极施加的交流电压，使用振幅为2V左右、频率为10Hz的交流电压。另外，除了 IPA以外，通常也使用同样的交流电压测定纯水等的电阻率。
[0004]另一方面，为了检测润滑油等油的劣化，可以考虑使用所述电阻率测定装置作为测定所述油的电阻率的装置。
[0005]可是，由于油的电阻率比IPA的电阻率大数十倍?数百倍，因此由于流过具有外部电极和内部电极的测定电路的电流很小所以难以测定，此外因测定电路的寄生电容使交流电压的响应变差。这样，在施加有频率10Hz的交流电压的情况下，由于在从测定电路输出的信号(例如输出电压)稳定之前交流电压的正负就会切换，所以存在不能高精度地进行油的电阻率测定的问题。
[0006]此外，为了测定油的电阻率，可以考虑将对外部电极和内部电极施加的电压设为例如1000V等高电压，以加大检测电流。另外，在以往的油的电阻率测定中，通常施加高电压。
[0007]可是，如果向油施加例如1000V这样的高电压，则会导致油氧化而变质，从而招致因测定使油劣化的问题。
[0008]现有技术文献
[0009]专利文献
[0010]专利文献1:日本专利公报特許第3769119号
【发明内容】
[0011]本发明要解决的技术问题
[0012]因此，本发明是用于一举解决所述的问题而做出的发明，本发明的主要目的是能够连续地高精度地测定液体试样的电阻率，并且能够防止伴随测定的液体试样的变质等劣化。
[0013]解决技术问题的技术方案
[0014]S卩，本发明的电阻率测定电路，其测定电阻率，用于检测液体试样的劣化，通过检测在一对电极之间产生的电压，来测定处于所述一对电极间的液体试样的电阻率，向所述一对电极之间施加振幅为IV?42V且频率为0.5Hz?30Hz的矩形波交流电压。在此，液体试样包括润滑油、润滑用液状有机介质、防锈油、电火花加工油、液压工作介质液、食用油等油类、热介质液、热处理液、清漆.颜料.农药等稀释用烃系溶剂、清洗用烃系溶剂、具有流动性的润滑脂类、IPA(异丙醇)等醇等。
[0015]按照这种电阻率测定电路，由于施加如上所述的矩形波交流电压，所以能够抑制在电极与液体试样的边界形成双电层，能够连续地测定液体试样的电阻率。此外，由于施加IV?42V的电压，所以能够防止测定中的液体试样的变质等因测定导致的劣化。在此，交流电压为IV?42V，因此能够以低价格构成电源，并且即使在触电了的情况下也能够降低对人体的危险性。此外，由于频率为0.5Hz?30Hz，所以能够在交流电压的切换前使从测定电路输出的信号稳定，因此能够高精度地测定液体试样的电阻率，能够高精度地检测液体试样的劣化。所述液体试样测定单元不仅能测定比IPA的电阻率大数十倍?数百倍的油等液体试样的电阻率，也当然能够测定IPA等电阻率小于1G Ω.cm的液体试样的电阻率。
[0016]另外，在对外部电极和内部电极施加了直流电压的情况下，电荷会滞留在电极与液体试样的边界的双电层，伴随双电层的电位逐渐增加，电极间的电位梯度降低，离子的移动降低，电阻率上升。由此，如果在连续测定液体试样的电阻率时使用直流电压，则难以高精度地测定液体试样的电阻率。
[0017]优选的是，所述电阻率测定电路具有屏蔽驱动电路，所述屏蔽驱动电路使用了运算放大器，所述屏蔽驱动电路使寄生电容的电位差成为零，所述寄生电容形成在与所述一对电极连接的布线之间。由此，能够将形成在与一对电极连接的布线之间的寄生电容从测定电路分开，能够加快表示液体试样的电阻率的信号的响应，并且能够容易地抽出信号。因此，能够高精度地测定液体试样的电阻率，能够高精度地检测液体试样的劣化。
[0018]此外，所述IPA的电阻率小于106Ω.cm,由外部电极和内部电极规定的单元常数(?&定数)为0.01/cm以上。另外，当设外部电极的内表面与内部电极的外表面的相对面积为S(cm2)、设外部电极的内表面与内部电极的外表面的相对距离为L(cm)时，单元常数是用L/S表示的值。
[0019]此外，由于油的电阻率比IPA的电阻率大数十倍?数百倍，所以对于所述电阻率测定装置的单元常数(0.01/cm)，有时油的电阻率超过测定范围。因此，需要通过减小由外部电极和内部电极规定的单元常数来扩大测定范围。
[0020]以往的单元结构是将圆柱状的内部电极插入圆筒状的外部电极中，用绝缘构件保持内部电极的轴向的一端部的悬臂结构。在该单元结构中，为了减小单元常数(S/L)，可以考虑减小外部电极的内表面与内部电极的外表面的相对距离。此外，可以考虑加大外部电极的内表面与内部电极的外表面的相对面积，即加大外部电极和内部电极的长度尺寸等。
[0021]可是，在悬臂结构的单元结构中，如上所述地，如果采用减小外部电极的内表面与内部电极的外表面的相对距离、或采用加大外部电极和内部电极的长度尺寸等结构，则由于来自外部的振动，导致内部电极的自由端容易摇晃，其结果，因内部电极与外部电极接触而变成不能进行测定，或者因内部电极的外表面与外部电极的内表面的相对距离变化而导致产生测定误差。
[0022]因此，本发明所要解决的问题是减小液体试样测定单元的单元常数，并且减小因振动导致的内部电极的轴摇晃，由此提高测定精度。
[0023]即，本发明的液体试样测定单元，其用于测定液体试样的电阻率，所述液体试样测定单元包括:圆筒状的外部电极；圆柱状的内部电极，插入所述外部电极，以与所述外部电极同轴状地设置；以及绝缘构件，在轴向的两端部将所述内部电极固定于所述外部电极，将所述外部电极的内表面与所述内部电极的外表面的相对距离固定，由此形成测定空间。在此，液体试样包括润滑油、润滑用液状有机介质、防锈油、电火花加工油、液压工作介质液、食用油等油类、热介质液、热处理液、清漆.颜料.农药等稀释用烃系溶剂、清洗用烃系溶剂、具有流动性的润滑脂类、IPA(异丙醇)等的醇等。
[0024]按照这种液体试样测定单元，由于是在轴向的两端部由绝缘构件将内部电极固定于外部电极的所谓的两端支承结构，通过所述绝缘构件，外部电极的内表面与内部电极的外表面之间的相对距离被固定，所以内部电极不容易因来自外部的振动而相对于外部电极摇晃，能够抑制相对距离的变动。由此，通过采用减小外部电极的内表面与内部电极的外表面的相对距离的结构或加大外部电极和内部电极的长度尺寸的结构，不仅能够减小单元常数，而且能够防止因振动导致的不能测定的情况，并且能够降低测定误差。因此，能够提高液体试样的电阻率的测定精度，能够高精度地检测液体试样劣化。所述液体试样测定单元不仅能够测定比IPA的电阻率大数十倍?数百倍的油等液体试样的电阻率，当然也能测定IPA等电阻率小于106Ω.cm的液体试样的电阻率。
[0025]优选的是，所述绝缘构件通过封闭所述外部电极的轴向两端部的开口来封闭所述测定空间的轴向两端部，在轴向的一端部的内部电极或绝缘构件上形成有用于向所述测定空间导入液体试样的液体试样导入通道，在轴向的另一端部的内部电极或绝缘构件上形成有用于从所述测定空间导出液体试样的液体试样导出通道。按照该方式，由于在内部电极或绝缘构件上形成有液体试样导入通道和液体试样导出通道，所以无需在外部电极上设置导入口和导出口，从而能够加大外部电极与内部电极的相对面积。此外，当在外部电极上形成导入口和导出口时，从加大相对面积的观点出发，可以各设置一处，但是如果这样做，则液体试样导入口和液体试样导出口都各为一处，因而容易产生液体试样的滞留，气泡也容易滞留。
[0026]优选的是，所述液体试样导入通道具有与所述测定空间连通的多个液体试样导入口，所述液体试样导出通道具有与所述测定空间连通的多个液体试样导出口。按照该方式，由于液体试样导入通道具有多个液体试样导入口，所以能够使液体试样在测定空间的周向上均匀地遍及测定空间。此外，由于液体试样导出通道具有多个液体试样导出口，所以能够防止液体试样在测定空间内部滞留，能够将液体试样高效地导出。
[0027]优选的是，所述多个液体试样导入口和所述多个液体试样导出口，在所述测定空间的周向上等间隔地形成。按照该方式，可以使液体试样均匀充满测定空间，并且能够使液体试样从测定空间在周向上均匀地排出，能够进一步防止气泡的滞留。