專利名稱：潤滑油劣化度評價裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本 發(fā)明涉及一種潤滑油的劣化度評價裝置、劣化度評價方法和在線潤滑油管理
直O(jiān)
背景技術(shù)：
潤滑油，特別是發(fā)動機(jī)油，其劣化是導(dǎo)致作為使用對象的發(fā)動機(jī)等裝置的工作 效率和耐久性等下降的原因，因此有必要對其管理使其處于正常狀態(tài)。因此，雖然希望有能對劣化度進(jìn)行簡便測定的裝置、方法，但是沒有這樣的裝 置、方法，而是采用以使用時間作為劣化度的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行管理，或分析潤滑油，并根據(jù)得 到的多個特性值判斷劣化度等方式。例如，提出了多種綜合潤滑油的介電常數(shù)和使用時間以及使用中的過酷度等進(jìn) 行劣化度評價的方案。但是，這些方法都不測定潤滑油劣化度本身，都是以沒有可靠性 高的劣化度測定法的情形為前提組成的方法，可預(yù)見到由于潤滑油的種類和使用條件的 不同，結(jié)果也大為不同，其可靠性低。另一方面，提出了一種方案，將包含在潤滑油的堿土類金屬，特別是鈣的因油 中水分導(dǎo)致的離子化變化作為潤滑油的劣化，采用ISFET根據(jù)比較電極和ISFET的電位 差來測定該離子化的程度(參考專利文獻(xiàn)1)。但是，在非水系的潤滑油中，金屬離子不 能穩(wěn)定存在，水分少的潤滑油，就不能進(jìn)行正確的測定。專利文獻(xiàn)1 日本特開昭63-40855號公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的問題本發(fā)明的目的在于，提供一種消除上述的現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)的、能簡單且穩(wěn)定地 測定潤滑油的劣化度的潤滑油劣化度評價裝置、潤滑油劣化度評價方法和在線潤滑油管
理裝置。解決問題的手段本發(fā)明者為了解決上述課題銳意研究，結(jié)果著眼于潤滑油的酸度表示潤滑油的 真實(shí)劣化程度，以及能通過采用適當(dāng)?shù)姆椒ㄊ褂胮H-ISFET來測定非水系的潤滑油的酸度 這兩個方面，得到了本發(fā)明。即，本發(fā)明是，(1) 一種潤滑油劣化度評價裝置，包括pH-ISFET以及在該pH-ISFET的漏極 和源極之間施加恒定電壓并測定流過漏極和源極間的電流的電路，或是在該pH-ISFET的 漏極和源極之間流過恒定電流并測定源極和漏極間的電壓的電路。(2)如(1)所述的潤滑油劣化度評價裝置，不具有相對于pH-ISFET的比較電極。(3)如⑴或⑵所述的潤滑油劣化度評價裝置，潤滑油為發(fā)動機(jī)油。(4) 一種潤滑油劣化度評價方法，其采用如(1) (3)任一一種潤滑油劣化度評價裝置，將漏極和源極間施加了恒定電壓時的漏極和源極間流過的電流或漏極和源極間 流過了恒定電流時的漏極和源極間的電壓作為輸出來測定潤滑油的酸度。(5)如(4)所述的潤滑油劣化度評價方法，通過在漏極和源極間不連續(xù)地施加恒 定電壓或者在漏極和源極間不連續(xù)地流過恒定電流，以設(shè)置非測定時間。(6)如(4)或(5)的潤滑油劣化度評價方法，通過在漏極和源極間不連續(xù)地施加 不同的電壓或者在漏極和源極間不連續(xù)地流過不同的電流，以測定不同電壓值或不同電 流值下漏極和源極間的電流或漏極和源極間的電壓的差。(7)如(4) (6)中任一一種潤滑油劣化度評價方法，潤滑油是發(fā)動機(jī)油。(8) 一種在線 潤滑油管理裝置，采用如(1) (3)所述的潤滑油劣化度評價裝置。又，pH-ISFET表示氫離子感應(yīng)型的離子感應(yīng)性場效應(yīng)晶體管(IonSensitiveField EffectTransistor)。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，得到能夠準(zhǔn)確測定潤滑油的長期的劣化狀態(tài)的裝置和方法。又， 如果做成不設(shè)置相對于pH-ISFET的比較電極的形態(tài)，裝置的電路將變得更加簡單，且能 夠增加測定值的穩(wěn)定性。


圖1是顯示本發(fā)明的潤滑油劣化度評價裝置的一例的示意圖。圖2是顯示本發(fā)明的潤滑油劣化度評價裝置的其他實(shí)例的示意圖。圖3是顯示采用本發(fā)明的潤滑油劣化度評價裝置對潤滑油進(jìn)行測定后的結(jié)果的 示意圖。符號說明1 P型半導(dǎo)體2 漏極(N型半導(dǎo)體)2，漏電極3 源極(N型半導(dǎo)體)3，源電極4 柵極5 潤滑油6 氫離子過濾膜7 比較電極
具體實(shí)施例方式作為在本發(fā)明的潤滑油劣化度評價裝置中使用的pH-ISFET，可使用通常采用的 氫離子感應(yīng)型的ISFET。pH-ISFET是在P型基板上制作兩處N型半導(dǎo)體的島(源極和漏極)、并設(shè)置 有由絕緣覆膜構(gòu)成的柵極的通常使用的類型，作為柵極材料，可以列舉出例如氧化鉭 (Ta2O5)、氮化硅(Si3N4)等。
圖1是顯示本發(fā)明潤滑油劣化度評價裝置的一例的示意圖，圖2是顯示本發(fā)明潤 滑油劣化度評價裝置的其他實(shí)例的示意圖。下面，基于圖1和2，對潤滑油劣化度評價裝 置和潤滑油劣化度評價方法進(jìn)行說明。P型半導(dǎo)體1的兩端形成兩個N型半導(dǎo)體的島，漏極2和源極3，并從連接各島 的漏電極2’和源電極3’引出配線。形成有漏極2和源極3的P型半導(dǎo)體1的一側(cè)表 面上形成有柵極4，該柵極4的表面和潤滑油5接觸。潤滑油5的氫離子停留在柵極4時，P型半導(dǎo)體的主要載流子即自由空穴受到排 斥遠(yuǎn)離柵極4，相反的，作為少數(shù)派存在于P型半導(dǎo)體中的電子向柵極4靠近，從而形成 N溝道。這樣，漏極2和源極3之間有電流流過。又，在圖2的實(shí)例中，設(shè)置有氫離子透過膜6，但其原則上用于測定ISFET的柵 極電位，在本發(fā)明中不是必要的。潤滑油5的氫離子越多，該N溝道越厚，則漏極2和源極3之間流過的電流越 多。從而，當(dāng)漏極2和源極3之間施加的電壓(Vds)恒定時，潤滑油5的氫離子越 多，漏極2和源極3之間流過的電流(Ids)越大，又，當(dāng)漏極2和源極3之間流過的電流 (Ids)恒定時，潤滑油5的氫離子越多，漏極2和源極3之間的電壓(Vds)越小。這樣就可通過測定施加了恒定電壓時的電流值，或流過恒定電流時的電壓值來 判定潤滑油的氫離子濃度，換言之，能判定劣化程度，通過長期測定這些電流值或電壓 值，可掌握劣化的進(jìn)行狀況。pH-ISFET和一般的情況相同，如圖2的實(shí)例所示，可以設(shè)置比較電極7來進(jìn)行 使用，也可不設(shè)置比較電極7，這樣電路簡單，也不需要管理比較電極，是比較理想的。又，雖然圖未示，實(shí)際上潤滑油劣化度評價裝置浸漬在潤滑油中，使柵極4(圖 2的實(shí)例中為氫離子透過膜6)和潤滑油5接觸，來使用該潤滑油劣化度評價裝置，因此采 取能夠進(jìn)行該動作的結(jié)構(gòu)。又，漏極2和源極3之間，結(jié)合有用來測定由恒壓裝置施加 恒定的電壓時的電流值的測定電路，或者用來測定由恒流裝置使得恒定電流流過時的電 壓值的測定電路。施加恒定的電壓，或是流過恒定電流剛開始測定時，測定值不穩(wěn)定，具有在施 加了恒定電壓的情況下電流值Ids逐漸增大，而在流過恒定的電流時電壓值Vds逐漸減 小這樣的傾向，但無論是哪種情況，都逐漸變?yōu)橐欢ㄖ怠Ｒ虼?，測定時間最好在5秒以 上，更好的是在10秒以上。又，在僅一次的測定中，僅最初的輸出被測定，測定值可能不穩(wěn)定，因此最好 設(shè)定不施加恒定電壓的時間或不流經(jīng)恒定電流的非測定時間以進(jìn)行多次測定，獲取測定 值的條件最好是非測定時間在10秒以內(nèi)，測定次數(shù)在5次以，測定值收斂上。也可采用通過在漏極和源極間斷續(xù)地施加不同電壓，或在漏極和源極間斷續(xù)施 加不同電流，來測定不同電壓值或不同電流值下漏極和源極間電流或漏極和源極間電壓 的差的方法。此時，將施加恒定電壓或流過恒定電流的時間設(shè)為30秒以內(nèi)的一定時間， 且在開始施加不同的恒定電壓或開始流過不同的恒定電流的30秒內(nèi)的一定時間后重復(fù)進(jìn) 行上述測定，通過測定得到的值的差進(jìn)行劣化狀態(tài)的判別。本發(fā)明的潤滑油劣化度評價裝置，例如，作為發(fā)動機(jī)運(yùn)行控制系統(tǒng)的一部分進(jìn)行組裝，能夠作為在線潤 滑油管理裝置發(fā)揮作用。實(shí)施例下面以實(shí)施例為例對本發(fā)明進(jìn)行更加詳細(xì)的說明，但是本發(fā)明也不限定于這些 實(shí)施例。實(shí)施例1對于標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)油JASO DD6油，進(jìn)行JAS0336-98汽車用柴油機(jī)用潤滑油_清潔 性實(shí)驗(yàn)方法，對從實(shí)驗(yàn)開始經(jīng)過200小時的實(shí)驗(yàn)油，采用如圖1所示的裝置，在漏極2和 源極3之間流過0.5mA恒定電流，每隔一定時間測定漏極2和源極3之間的電壓(Vds)。 測定是將非測定時間設(shè)為2秒，對測定開始后(恒定電流流動開始后)18秒后的電壓進(jìn)行 測定。該測定操作重復(fù)10次，將所測定到的電壓值的收斂值作為當(dāng)時的漏極-源極間電 壓(Vds)來使用。該結(jié)果以圖表表示時，則如圖3所示。根據(jù)該結(jié)果可知，發(fā)動機(jī)實(shí)驗(yàn)時間長，潤滑油進(jìn)一步劣化時，漏極-源極間電 壓(Vds)下降，酸度提高。又，被認(rèn)為油的劣化程度大致相同的100小時和200小時的 值大致為同一值。產(chǎn)業(yè)上的可利用性本發(fā)明的潤滑油劣化度評價裝置和方法，是能夠準(zhǔn)確測定潤滑油長期的劣化狀 態(tài)的裝置和方法，在各種發(fā)動機(jī)等的使用潤滑油的裝置的領(lǐng)域中，能夠作為非常有用的 裝置和方法加以利用。
權(quán)利要求
1.一種潤滑油劣化度評價裝置，其特征在于，其包括 pH-ISFET ；以及在該pH-ISFET的漏極和源極之間施加恒定電壓并測定流過漏極和源極間的電流的電 路，或是在該pH-ISFET的漏極和源極之間流過恒定電流并測定源極和漏極間的電壓的電路。
2.如權(quán)利要求1所述的潤滑油劣化度評價裝置，其特征在于，不具有相對于 pH-ISFET的比較電極。
3.如權(quán)利要求1所述的潤滑油劣化度評價裝置，其特征在于，潤滑油為發(fā)動機(jī)油。
4.一種潤滑油劣化度評價方法，其特征在于，其采用如權(quán)利要求1-3所述的潤滑油劣 化度評價裝置，將漏極和源極間施加了恒定電壓時的漏極和源極間流過的電流或漏極和 源極間流過了恒定電流時的漏極和源極間的電壓作為輸出來測定潤滑油的酸度。
5.如權(quán)利要求4所述的潤滑油劣化度評價方法，其特征在于，通過在漏極和源極間不 連續(xù)地施加恒定電壓或者在漏極和源極間不連續(xù)地流過恒定電流，以設(shè)置非測定時間。
6.如權(quán)利要求4所述的潤滑油劣化度評價方法，其特征在于，通過在漏極和源極間不 連續(xù)地施加不同的電壓或者在漏極和源極間不連續(xù)地流過不同的電流，以測定不同電壓 值或不同電流值下漏極和源極間的電流或漏極和源極間的電壓的差。
7.如權(quán)利要求4所述的潤滑油劣化度評價方法，其特征在于，潤滑油是發(fā)動機(jī)油。
8.—種在線潤滑油管理裝置，其特征在于，采用如權(quán)利要求1所述的潤滑油劣化度評 價裝置。
全文摘要
本發(fā)明提供一種潤滑油劣化度評價裝置、潤滑油劣化度評價方法和在線潤滑油管理裝置，其采用pH-ISFET，以漏極和源極間施加了恒定電壓時的漏極和源極間流經(jīng)的電流變化或漏極和源極間流經(jīng)了恒定電流時的漏極和源極間電壓的變化作為輸出來測定潤滑油的離子濃度變化，以判定潤滑油的劣化狀態(tài)，這樣可以簡單且穩(wěn)定地測得潤滑油的劣化度。
文檔編號G01N27/414GK102027358SQ200980117759
公開日2011年4月20日 申請日期2009年3月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月13日
發(fā)明者片渕正 申請人:出光興產(chǎn)株式會社