油劣化传感器以及油劣化检测方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及油劣化传感器以及油劣化检测方法，具体涉及用于检测在产业界使用的各种油(例如，机油、涡轮机油、油压作动油、各种润滑油等)的劣化的传感器以及方法。
【背景技术】
[0002]作为检测润滑油等油的劣化的方法，历来已知有JIS K2501:2003“石油制品以及润滑油-中和值试验方法”中记载的方法。
在该方法中，通过将试样油溶解于包含甲苯、2-丙醇以及水的混合溶剂，一边监控pH一边利用盐酸标准2-丙醇液或者氢氧化钾标准2-丙醇液进行滴定，从而求出通常用作油的劣化指标的总酸值(参照非专利文献I)。
总酸值是指:为了将试样油Ig中所含的酸性成分的总量、即、添加剂中的酸性物质、在使用中生成的有机酸等全部加在一起而得到的量，进行中和而需要的氢氧化钾的量，一般而言随着油发生劣化，总酸值通常增加。
[0003]然而，这样地，在测定试样油的总酸值的方法中，由于需要将从机器采取的试样油溶解于前述混合溶剂中，然后将其作为测定对象，因而无法对利用溶剂进行稀释之前的油本身进行直接测定，另外，无法检测到油劣化的连续性变化。
[0004]另一方面，作为测定水溶液的pH的装置，已知有具备作为pH电极的玻璃电极与参比电极的PH电极传感器(参照专利文献I)。
将这样的PH电极传感器浸没于试样溶液而使用。玻璃电极的玻璃膜与试样溶液接触时，则玻璃膜的表面产生对应于试样溶液的PH的电位差。此时，使用可提示一定的基准电位的参比电极而测定该电位差，从而可获得试样溶液的pH。
[0005]另外，如专利文献2所示那样提出了如下的技术，具有:相互并行地设置于油流路的2张电极板、计量对前述2张电极板间施加了交流电压时流动的电流的电流计、和计量对前述2张电极板施加了交流电压时的该电极板间的电压的电压计，根据前述电流计以及前述电压计的计量结果而求出前述油的电导率以及介电常数，根据该电导率以及该介电常数来判断该油的劣化。
现有技术文献专利文献
[0006]专利文献1:日本特许第4733588号公报专利文献2:日本特开2009-2693号公报非专利文献
[0007]非专利文献1:财团法人日本规格协会、JIS K2501:2003 “石油製品及U潤滑油一中和価試験方法(石油制品以及润滑油-中和值试验方法)”
【发明内容】
发明想要解决的课题
[0008]如果使用专利文献I中记载的pH电极传感器，则可在将pH电极传感器浸没于水溶液中的状态下直接且连续地测定水溶液的pH。然而，在试样是非极性的油的情况下，即使将PH电极传感器直接浸没于油中，也由于pH电极的玻璃电极与油缺乏亲和性，因而无法将一般的PH电极传感器直接地适用于油的劣化检测。
[0009]另外，在专利文献2中记载的技术中，关于伴随着污染物混入油中而发生的电特性变化，是从电导率以及介电常数的观点捕捉，根据电导率以及介电常数而判断油的劣化，而不是直接测定油的总酸值的变化，无法判断伴随着总酸值的变化而发生的油本身的劣化。
[0010]鉴于这样的实情，本发明至少有几个实施方式的目的在于提供一种油劣化传感器，其即使在将没有施加溶解、稀释等操作的油直接地设为测定对象的情况下，也可直接地检测油本身的劣化。另外，本发明至少有几个实施方式的目的在于提供使用了这样的油劣化传感器的油劣化检测方法。
用于解决问题的方案
[0011]本发明中的至少一个实施方式的油劣化传感器是通过探测因油的劣化而产生的极性物质来检测所述油的劣化的油劣化传感器，其具备:离子液体膜，其包含离子液体，在检测所述油的劣化时其至少有一部分能够与所述油接触；敏感电极，其具有感应部，所述感应部的构成如下:其至少有一部分被所述离子液体膜覆盖、感应所述极性物质从所述油向所述离子液体膜的移动；比较电极，其与所述离子液体膜电连通；电位差计，其用于测定所述敏感电极与所述比较电极之间的电位差。
[0012]本发明人进行了认真的研讨，结果发现了，在将离子液体膜浸没于非极性液体的状态下，在具有由离子液体膜覆盖了至少一部分的感应部的敏感电极与、电连通于离子液体膜的比较电极之间，产生与离子液体膜内存在的极性物质的量对应的电位差。可认为这是因为，通过使极性的离子液体膜存在于非极性液体与敏感电极的感应部之间，从而使感应部能够感应极性物质从非极性液体向离子液体膜的移动。由于可通过非极性液体与离子液体的平衡关系来描述极性物质从非极性液体向离子液体膜的移动，因而敏感电极与比较电极之间产生的电位差是非极性液体内的极性物质的量的指标。因此，可根据在敏感电极与比较电极之间产生的电位差，检测非极性液体内的极性物质。
上述油劣化传感器根据相关的本发明人的见解而得到。即，由于离子液体膜可接触于测定对象的油，因而将上述油劣化传感器浸没于油时，则因油的劣化而在油内生成的极性物质介由油与离子液体膜之间的界面而移动到离子液体膜内。然后，由该离子液体膜覆盖敏感电极的感应部的至少一部分，且，使比较电极电连通于离子液体膜，因而在敏感电极与比较电极之间，产生与离子液体膜内存在的极性物质的量对应的电位差。由电位差计测定该电位差，可根据该电位差而检测油的劣化度。
另外，关于上述油劣化传感器的测定原理，如上述那样，即使测定对象液体是非极性也可成立，因此上述油劣化传感器即使在将没有施加溶解、稀释等操作的油而直接地设为测定对象的情况下也可使用。
[0013]在几个实施方式中，关于前述感应部的构成可以为感应下述变化:伴随着所述极性物质从所述油向所述离子液体膜的移动，而发生的所述离子液体膜内的氢离子浓度的变化。 在此情况下，将油劣化传感器浸没在油中时，敏感电极的感应部感应氢离子浓度的变化，与伴随着油的劣化而生成的有机酸等酸性物质的浓度对应的电位差在敏感电极与基准电极之间产生。因此，可通过由电位差计测定该电位差，从而检测油的劣化。
[0014]在几个实施方式中，前述敏感电极也可以是玻璃电极或离子敏感场效应晶体管(ISFET)电极。
[0015]在几个实施方式中，前述比较电极也可具有在与前述敏感电极之间形成前述电位差的基准电极部、浸没前述基准电极部的至少一部分的内部液、和设置于前述内部液与前述离子液体膜之间的液体接界部(liquid junct1n)。
[0016]在几个实施方式中，所述离子液体膜如下配置:所述离子液体膜将所述感应部和所述液体接界部这两者的至少一部分覆盖。
通过使离子液体膜覆盖感应部和液体接界部这两者的至少一部分，从而可通过离子液体膜而形成敏感电极与比较电极直接电连通的状态。
[0017]在几个实施方式中，上述油劣化传感器进一步具备保护部，所述保护部设置于所述离子液体膜与所述油之间，将所述离子液体膜的一部分覆盖，
所述离子液体膜的构成为，其未被所述保护部覆盖的区域的至少一部分与所述油接触。
浸没油劣化传感器的试样油处于搅拌状态时，则存在有覆盖敏感电极等的离子液体膜的全部或者一部分流去的情况。因此，如上述的实施方式那样，通过设置将离子液体膜的一部分覆盖的保护部，并且使得离子液体膜的至少一部分在没有被保护部覆盖的状态下接触于油，从而可一边确保油中的极性物质向离子液体膜的移动，一边减低离子液体膜向油的流出。
[0018]在几个实施方式中，前述感应部与前述液体接界部配置于前述离子液体膜的两侧，夹持着前述离子液体膜，
关于前述离子液体膜的一部分，也可以是能够在不被前述感应部以及前述液体接界部覆盖的状态下接触于前述油。
这样地，通过由感应部和液体接界部夹持离子液体膜，从而离子液体膜的两个侧面不相接于油，因而可减低离子液体膜向油的流出。另外，由于离子液体膜的一部分可接触于油，因而可确保油中的极性物质向离子液体膜的移动。
[0019]在几个实施方式中，前述离子液体膜在40°C下的运动粘度也可以是12mm2/s以上。 通过增加离子液体膜的粘度，从而可减低离子液体膜向油的流出。
[0020]在几个实施方式中，前述离子液体膜也可包含增稠剂。
通过使离子液体膜包含增稠剂，从而可增加离子液体膜的粘度，由此可减低离子液体膜向油的流出。
另外，增稠剂相对于离子液体膜的含量c( = x/yo其中，X是增稠剂的添加量，y是作为离子液体膜整体而言的质量。)也可以是I?50%质量。
[0021]关于本发明中的至少一个实施方式的油劣化检测方法，
其是通过使用油劣化传感器，探测因油的劣化而产生的极性物质，从而检测所述油的劣化的油劣化检测方法，所述油劣化传感器具备包含离子液体的离子液体膜、具有由所述离子液体膜覆盖了至少一部分的感应部的敏感电极、与所述离子液体膜电连通的比较电极，
其特征在于，所述油劣化检测方法具备如下的步骤:
浸没步骤，将所述油劣化传感器浸没于所述油，使所述离子液体膜的至少一部分与所述油接触、感应所述极性物质从所述油向所述离子液体膜的移动，
计量步骤，在将所述油劣化传感器浸没于所述油的状态下，计量所述敏感电极与所述比较电极之间的电位差，
劣化检测步骤，基于所述电位差，对所述油的劣化进行检测。
[0022]根据上述油劣化检测方法，由于油劣化传感器的敏