油劣化傳感器以及油劣化檢測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及油劣化傳感器以及油劣化檢測(cè)方法，具體涉及用于檢測(cè)在產(chǎn)業(yè)界使用的各種油(例如，機(jī)油、渦輪機(jī)油、油壓作動(dòng)油、各種潤(rùn)滑油等)的劣化的傳感器以及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]作為檢測(cè)潤(rùn)滑油等油的劣化的方法，歷來(lái)已知有JIS K2501:2003“石油制品以及潤(rùn)滑油-中和值試驗(yàn)方法”中記載的方法。
在該方法中，通過(guò)將試樣油溶解于包含甲苯、2-丙醇以及水的混合溶劑，一邊監(jiān)控pH一邊利用鹽酸標(biāo)準(zhǔn)2-丙醇液或者氫氧化鉀標(biāo)準(zhǔn)2-丙醇液進(jìn)行滴定，從而求出通常用作油的劣化指標(biāo)的總酸值(參照非專(zhuān)利文獻(xiàn)I)。
總酸值是指:為了將試樣油Ig中所含的酸性成分的總量、即、添加劑中的酸性物質(zhì)、在使用中生成的有機(jī)酸等全部加在一起而得到的量，進(jìn)行中和而需要的氫氧化鉀的量，一般而言隨著油發(fā)生劣化，總酸值通常增加。
[0003]然而，這樣地，在測(cè)定試樣油的總酸值的方法中，由于需要將從機(jī)器采取的試樣油溶解于前述混合溶劑中，然后將其作為測(cè)定對(duì)象，因而無(wú)法對(duì)利用溶劑進(jìn)行稀釋之前的油本身進(jìn)行直接測(cè)定，另外，無(wú)法檢測(cè)到油劣化的連續(xù)性變化。
[0004]另一方面，作為測(cè)定水溶液的pH的裝置，已知有具備作為pH電極的玻璃電極與參比電極的PH電極傳感器(參照專(zhuān)利文獻(xiàn)I)。
將這樣的PH電極傳感器浸沒(méi)于試樣溶液而使用。玻璃電極的玻璃膜與試樣溶液接觸時(shí)，則玻璃膜的表面產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于試樣溶液的PH的電位差。此時(shí)，使用可提示一定的基準(zhǔn)電位的參比電極而測(cè)定該電位差，從而可獲得試樣溶液的pH。
[0005]另外，如專(zhuān)利文獻(xiàn)2所示那樣提出了如下的技術(shù)，具有:相互并行地設(shè)置于油流路的2張電極板、計(jì)量對(duì)前述2張電極板間施加了交流電壓時(shí)流動(dòng)的電流的電流計(jì)、和計(jì)量對(duì)前述2張電極板施加了交流電壓時(shí)的該電極板間的電壓的電壓計(jì)，根據(jù)前述電流計(jì)以及前述電壓計(jì)的計(jì)量結(jié)果而求出前述油的電導(dǎo)率以及介電常數(shù)，根據(jù)該電導(dǎo)率以及該介電常數(shù)來(lái)判斷該油的劣化。
現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)
[0006]專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本特許第4733588號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)2:日本特開(kāi)2009-2693號(hào)公報(bào)非專(zhuān)利文獻(xiàn)
[0007]非專(zhuān)利文獻(xiàn)1:財(cái)團(tuán)法人日本規(guī)格協(xié)會(huì)、JIS K2501:2003 “石油製品及U潤(rùn)滑油一中和価試験方法(石油制品以及潤(rùn)滑油-中和值試驗(yàn)方法)”

【發(fā)明內(nèi)容】

發(fā)明想要解決的課題
[0008]如果使用專(zhuān)利文獻(xiàn)I中記載的pH電極傳感器，則可在將pH電極傳感器浸沒(méi)于水溶液中的狀態(tài)下直接且連續(xù)地測(cè)定水溶液的pH。然而，在試樣是非極性的油的情況下，即使將PH電極傳感器直接浸沒(méi)于油中，也由于pH電極的玻璃電極與油缺乏親和性，因而無(wú)法將一般的PH電極傳感器直接地適用于油的劣化檢測(cè)。
[0009]另外，在專(zhuān)利文獻(xiàn)2中記載的技術(shù)中，關(guān)于伴隨著污染物混入油中而發(fā)生的電特性變化，是從電導(dǎo)率以及介電常數(shù)的觀點(diǎn)捕捉，根據(jù)電導(dǎo)率以及介電常數(shù)而判斷油的劣化，而不是直接測(cè)定油的總酸值的變化，無(wú)法判斷伴隨著總酸值的變化而發(fā)生的油本身的劣化。
[0010]鑒于這樣的實(shí)情，本發(fā)明至少有幾個(gè)實(shí)施方式的目的在于提供一種油劣化傳感器，其即使在將沒(méi)有施加溶解、稀釋等操作的油直接地設(shè)為測(cè)定對(duì)象的情況下，也可直接地檢測(cè)油本身的劣化。另外，本發(fā)明至少有幾個(gè)實(shí)施方式的目的在于提供使用了這樣的油劣化傳感器的油劣化檢測(cè)方法。
用于解決問(wèn)題的方案
[0011]本發(fā)明中的至少一個(gè)實(shí)施方式的油劣化傳感器是通過(guò)探測(cè)因油的劣化而產(chǎn)生的極性物質(zhì)來(lái)檢測(cè)所述油的劣化的油劣化傳感器，其具備:離子液體膜，其包含離子液體，在檢測(cè)所述油的劣化時(shí)其至少有一部分能夠與所述油接觸；敏感電極，其具有感應(yīng)部，所述感應(yīng)部的構(gòu)成如下:其至少有一部分被所述離子液體膜覆蓋、感應(yīng)所述極性物質(zhì)從所述油向所述離子液體膜的移動(dòng)；比較電極，其與所述離子液體膜電連通；電位差計(jì)，其用于測(cè)定所述敏感電極與所述比較電極之間的電位差。
[0012]本發(fā)明人進(jìn)行了認(rèn)真的研討，結(jié)果發(fā)現(xiàn)了，在將離子液體膜浸沒(méi)于非極性液體的狀態(tài)下，在具有由離子液體膜覆蓋了至少一部分的感應(yīng)部的敏感電極與、電連通于離子液體膜的比較電極之間，產(chǎn)生與離子液體膜內(nèi)存在的極性物質(zhì)的量對(duì)應(yīng)的電位差?？烧J(rèn)為這是因?yàn)?，通過(guò)使極性的離子液體膜存在于非極性液體與敏感電極的感應(yīng)部之間，從而使感應(yīng)部能夠感應(yīng)極性物質(zhì)從非極性液體向離子液體膜的移動(dòng)。由于可通過(guò)非極性液體與離子液體的平衡關(guān)系來(lái)描述極性物質(zhì)從非極性液體向離子液體膜的移動(dòng)，因而敏感電極與比較電極之間產(chǎn)生的電位差是非極性液體內(nèi)的極性物質(zhì)的量的指標(biāo)。因此，可根據(jù)在敏感電極與比較電極之間產(chǎn)生的電位差，檢測(cè)非極性液體內(nèi)的極性物質(zhì)。
上述油劣化傳感器根據(jù)相關(guān)的本發(fā)明人的見(jiàn)解而得到。即，由于離子液體膜可接觸于測(cè)定對(duì)象的油，因而將上述油劣化傳感器浸沒(méi)于油時(shí)，則因油的劣化而在油內(nèi)生成的極性物質(zhì)介由油與離子液體膜之間的界面而移動(dòng)到離子液體膜內(nèi)。然后，由該離子液體膜覆蓋敏感電極的感應(yīng)部的至少一部分，且，使比較電極電連通于離子液體膜，因而在敏感電極與比較電極之間，產(chǎn)生與離子液體膜內(nèi)存在的極性物質(zhì)的量對(duì)應(yīng)的電位差。由電位差計(jì)測(cè)定該電位差，可根據(jù)該電位差而檢測(cè)油的劣化度。
另外，關(guān)于上述油劣化傳感器的測(cè)定原理，如上述那樣，即使測(cè)定對(duì)象液體是非極性也可成立，因此上述油劣化傳感器即使在將沒(méi)有施加溶解、稀釋等操作的油而直接地設(shè)為測(cè)定對(duì)象的情況下也可使用。
[0013]在幾個(gè)實(shí)施方式中，關(guān)于前述感應(yīng)部的構(gòu)成可以為感應(yīng)下述變化:伴隨著所述極性物質(zhì)從所述油向所述離子液體膜的移動(dòng)，而發(fā)生的所述離子液體膜內(nèi)的氫離子濃度的變化。 在此情況下，將油劣化傳感器浸沒(méi)在油中時(shí)，敏感電極的感應(yīng)部感應(yīng)氫離子濃度的變化，與伴隨著油的劣化而生成的有機(jī)酸等酸性物質(zhì)的濃度對(duì)應(yīng)的電位差在敏感電極與基準(zhǔn)電極之間產(chǎn)生。因此，可通過(guò)由電位差計(jì)測(cè)定該電位差，從而檢測(cè)油的劣化。
[0014]在幾個(gè)實(shí)施方式中，前述敏感電極也可以是玻璃電極或離子敏感場(chǎng)效應(yīng)晶體管(ISFET)電極。
[0015]在幾個(gè)實(shí)施方式中，前述比較電極也可具有在與前述敏感電極之間形成前述電位差的基準(zhǔn)電極部、浸沒(méi)前述基準(zhǔn)電極部的至少一部分的內(nèi)部液、和設(shè)置于前述內(nèi)部液與前述離子液體膜之間的液體接界部(liquid junct1n)。
[0016]在幾個(gè)實(shí)施方式中，所述離子液體膜如下配置:所述離子液體膜將所述感應(yīng)部和所述液體接界部這兩者的至少一部分覆蓋。
通過(guò)使離子液體膜覆蓋感應(yīng)部和液體接界部這兩者的至少一部分，從而可通過(guò)離子液體膜而形成敏感電極與比較電極直接電連通的狀態(tài)。
[0017]在幾個(gè)實(shí)施方式中，上述油劣化傳感器進(jìn)一步具備保護(hù)部，所述保護(hù)部設(shè)置于所述離子液體膜與所述油之間，將所述離子液體膜的一部分覆蓋，
所述離子液體膜的構(gòu)成為，其未被所述保護(hù)部覆蓋的區(qū)域的至少一部分與所述油接觸。
浸沒(méi)油劣化傳感器的試樣油處于攪拌狀態(tài)時(shí)，則存在有覆蓋敏感電極等的離子液體膜的全部或者一部分流去的情況。因此，如上述的實(shí)施方式那樣，通過(guò)設(shè)置將離子液體膜的一部分覆蓋的保護(hù)部，并且使得離子液體膜的至少一部分在沒(méi)有被保護(hù)部覆蓋的狀態(tài)下接觸于油，從而可一邊確保油中的極性物質(zhì)向離子液體膜的移動(dòng)，一邊減低離子液體膜向油的流出。
[0018]在幾個(gè)實(shí)施方式中，前述感應(yīng)部與前述液體接界部配置于前述離子液體膜的兩側(cè)，夾持著前述離子液體膜，
關(guān)于前述離子液體膜的一部分，也可以是能夠在不被前述感應(yīng)部以及前述液體接界部覆蓋的狀態(tài)下接觸于前述油。
這樣地，通過(guò)由感應(yīng)部和液體接界部夾持離子液體膜，從而離子液體膜的兩個(gè)側(cè)面不相接于油，因而可減低離子液體膜向油的流出。另外，由于離子液體膜的一部分可接觸于油，因而可確保油中的極性物質(zhì)向離子液體膜的移動(dòng)。
[0019]在幾個(gè)實(shí)施方式中，前述離子液體膜在40°C下的運(yùn)動(dòng)粘度也可以是12mm2/s以上。 通過(guò)增加離子液體膜的粘度，從而可減低離子液體膜向油的流出。
[0020]在幾個(gè)實(shí)施方式中，前述離子液體膜也可包含增稠劑。
通過(guò)使離子液體膜包含增稠劑，從而可增加離子液體膜的粘度，由此可減低離子液體膜向油的流出。
另外，增稠劑相對(duì)于離子液體膜的含量c( = x/yo其中，X是增稠劑的添加量，y是作為離子液體膜整體而言的質(zhì)量。)也可以是I?50%質(zhì)量。
[0021]關(guān)于本發(fā)明中的至少一個(gè)實(shí)施方式的油劣化檢測(cè)方法，
其是通過(guò)使用油劣化傳感器，探測(cè)因油的劣化而產(chǎn)生的極性物質(zhì)，從而檢測(cè)所述油的劣化的油劣化檢測(cè)方法，所述油劣化傳感器具備包含離子液體的離子液體膜、具有由所述離子液體膜覆蓋了至少一部分的感應(yīng)部的敏感電極、與所述離子液體膜電連通的比較電極，
其特征在于，所述油劣化檢測(cè)方法具備如下的步驟:
浸沒(méi)步驟，將所述油劣化傳感器浸沒(méi)于所述油，使所述離子液體膜的至少一部分與所述油接觸、感應(yīng)所述極性物質(zhì)從所述油向所述離子液體膜的移動(dòng)，
計(jì)量步驟，在將所述油劣化傳感器浸沒(méi)于所述油的狀態(tài)下，計(jì)量所述敏感電極與所述比較電極之間的電位差，
劣化檢測(cè)步驟，基于所述電位差，對(duì)所述油的劣化進(jìn)行檢測(cè)。
[0022]根據(jù)上述油劣化檢測(cè)方法，由于油劣化傳感器的敏