[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

JP2010197250A - Fluid soundness evaluating apparatus and diesel engine fuel soundness control system - Google Patents

Fluid soundness evaluating apparatus and diesel engine fuel soundness control system Download PDF

Info

Publication number
JP2010197250A
JP2010197250A JP2009043133A JP2009043133A JP2010197250A JP 2010197250 A JP2010197250 A JP 2010197250A JP 2009043133 A JP2009043133 A JP 2009043133A JP 2009043133 A JP2009043133 A JP 2009043133A JP 2010197250 A JP2010197250 A JP 2010197250A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fluid
measured
container
fuel
light
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2009043133A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kohei Kawazoe
浩平 川添
Yoshihiro Deguchi
祥啓 出口
Tsuyotoshi Yamaura
剛俊 山浦
Shinnosuke Nagafune
信之介 長船
Hiroshi Watanabe
啓 渡辺
Tomokatsu Yamamoto
智勝 山本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority to JP2009043133A priority Critical patent/JP2010197250A/en
Publication of JP2010197250A publication Critical patent/JP2010197250A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fluid soundness evaluating apparatus and a diesel engine fuel soundness control system, which contribute to evaluating a fluid in soundness. <P>SOLUTION: The apparatus includes: a container 12 for containing a fuel F for example, which is the fluid to be measured; a micro carbon residue measuring section 15 having an incident part 13 and a light receiving part 14 which are disposed in the fluid to be measured in the container 12 and face each other so as to have a gap D at a prescribed spacing, measuring a light transmittance at the light receiving part 14 by varying a wavelength of light from a light source 21, measuring light or fluorescence in two or more wavelength regions, or at least two wavelengths in a range of 400-1,100 nm, by using a light receiving sensor 22, and computing a micro carbon residue (MCR) value on the basis of an intensity ratio obtained by above measurement; an ultrasonic speed indicator 16 which is disposed in the container 12 and measures a density in the fluid to be measured; and a barrier 17 which is disposed between the MCR measuring section 15 and the ultrasonic speed indicator 16. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、燃料等の被計測流体中の密度及び残炭素量(MCR)を評価して流体の健全性の評価に寄与する流体健全性評価装置及びディーゼルエンジン燃料健全性制御システムに関する。   The present invention relates to a fluid health evaluation apparatus and a diesel engine fuel health control system that evaluate density and residual carbon content (MCR) in a fluid to be measured such as fuel and contribute to evaluation of fluid health.

ディーゼルエンジンにて着火性・燃焼性が悪い燃料(いわゆる粗悪燃料)を受け入れてしまうことにより、燃焼室熱負荷増大による信頼性低下の問題が発生している。   By accepting fuel with poor ignitability and combustibility (so-called inferior fuel) in a diesel engine, there is a problem of reduced reliability due to an increase in the combustion chamber thermal load.

ところで、ディーゼルエンジン、特に重質油を燃料として用いるディーゼルエンジンでは、燃料性状に起因する信頼性低下が問題となるが、燃料性状には多くのパラメータが存在するほか、燃料性状をオンラインでモニターする技術がなく、異常診断が困難であった。   By the way, in a diesel engine, particularly a diesel engine using heavy oil as a fuel, a decrease in reliability due to the fuel property becomes a problem. However, there are many parameters in the fuel property, and the fuel property is monitored online. Abnormality diagnosis was difficult due to lack of technology.

従来では、ディーゼルエンジンの異常診断として、燃焼圧力を指標とする方法が存在するが、直接的に燃料性状を把握できないため、異常診断として、的確な把握をすることが困難であった。   Conventionally, there is a method using the combustion pressure as an index as an abnormality diagnosis of a diesel engine, but it is difficult to accurately grasp as an abnormality diagnosis because the fuel properties cannot be directly grasped.

また、重質油などの燃料性状では、MCR(残炭素量)が重要なパラメータとなるが、従来の計測方法は、サンプルを採取して、計測するので、その計測結果が判明するまでには、時間がかかるほか、自動化が困難であり、燃料性状をオンラインでモニターすることができない、という問題がある。   In addition, in fuel properties such as heavy oil, MCR (residual carbon amount) is an important parameter, but the conventional measurement method takes a sample and measures it. In addition to being time consuming, there are problems that automation is difficult and fuel properties cannot be monitored online.

従来のMCRの計測は、JISK2270に規定されている(非特許文献1)。
ここで、前記MCR(残炭素量)とは、試料を空気流通の少ない状態で蒸発および熱分解させたときに生成されるコークス状炭化残留物を残留炭素といい、重量%で表している。この試験法には、JIS K2270で規定する「コンラドソン法」と「ミクロ法」とがある。
Conventional MCR measurement is defined in JISK2270 (Non-Patent Document 1).
Here, the MCR (residual carbon amount) is a coke-like carbonized residue generated when a sample is evaporated and thermally decomposed in a state where air circulation is small, and is referred to as residual carbon, and is expressed by weight%. The test methods include “Conradson method” and “micro method” defined in JIS K2270.

前記コンラドソン法は、規定のコンラドソン残留炭素分試験器を用い、試料3〜10gをるつぼにはかり採り、規定の条件で予熱、発生した油蒸気の加熱、残留物の強熱、放冷後の秤量を行い、残留炭素分を求めるものである。
これに対し、「ミクロ法」は、規定のミクロ残留炭素分試験器を用いて、試料0.15〜5gを試験容器にはかり採り、コーキング炉に入れてから炉内部を窒素雰囲気に置換した後、規定の条件で予熱、加熱、放冷後の秤量を行い、残留炭素分を求めるものである。
The Conradson method uses a specified Conradson residual carbon content tester, weighs 3 to 10 g of a sample in a crucible, preheats under specified conditions, heating of generated oil vapor, ignition of the residue, and weighing after standing to cool To obtain the residual carbon content.
On the other hand, in the “micro method”, using a specified micro residual carbon content tester, 0.15 to 5 g of a sample was weighed in a test vessel, placed in a caulking furnace, and the inside of the furnace was replaced with a nitrogen atmosphere. The residual carbon content is obtained by weighing after preheating, heating and standing to cool under specified conditions.

JIS K2270JIS K2270

しかしながら、JISに規定する試験方法は、バッチ処理であると共に、自動化によるオンライン分析はできないのが現状である。   However, the test method defined in JIS is batch processing, and at present, online analysis by automation is not possible.

近年、比重のみを調整した粗悪燃料等は、受け入れ試験で比重試験に合格していれば、燃料の組成は不明のまま、大型船舶の燃料として受け入れてしまい、航行途中で、エンジンの着火性・燃料性に問題が発生する場合がある。   In recent years, inferior fuels, etc. that have been adjusted only for specific gravity, have passed the specific gravity test in the acceptance test, and have been accepted as fuel for large ships without knowing the composition of the fuel. Problems with fuel properties may occur.

そこで、特に船舶用のディーゼルエンジンにて着火性・燃焼性が悪い燃料(いわゆる粗悪燃料)を受け入れてしまった場合においても、航行途中において、迅速に対応でき、燃焼室熱負荷増大による信頼性低下を未然に防ぎ、エンジンの信頼性を向上するための燃料である流体の健全性の評価に寄与する流体健全性評価装置の出現が求められている。   Therefore, especially when marine diesel engines accept poorly ignitable / combustible fuel (so-called inferior fuel), they can respond promptly during navigation and reduce the reliability due to increased combustion chamber thermal load. The appearance of a fluid health evaluation apparatus that contributes to the evaluation of the soundness of a fluid, which is a fuel for preventing the above-described problem and improving the reliability of the engine, is demanded.

本発明は、前記問題に鑑み、流体の健全性の評価に寄与する流体健全性評価装置及びディーゼルエンジン燃料健全性制御システムを提供することを課題とする。   In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a fluid health evaluation apparatus and a diesel engine fuel health control system that contribute to the evaluation of fluid health.

上述した課題を解決するための本発明の第1の発明は、被計測流体を収納する容器と、該容器中の被計測流体中に、入射部と受光部とが相対向して設けられ、前記受光部における光透過率を計測し、400〜1100nmの範囲の少なくとも2箇所以上の波長又は2箇所以上の波長領域の光又は蛍光を受光センサで計測し、その強度比から残炭素量(MCR)を求める残炭素量計測部と、前記容器内に設けられ、前記被計測流体中の密度を計測する超音波速度計と、前記残炭素量計測部と、前記超音波速度計との間に設けられた障壁とを具備することを特徴とする流体健全性評価装置にある。   The first invention of the present invention for solving the above-mentioned problem is that a container for storing a fluid to be measured and a fluid to be measured in the container are provided with an incident portion and a light receiving portion facing each other, The light transmittance in the light receiving part is measured, and light or fluorescence in at least two or more wavelengths or two or more wavelength regions in the range of 400 to 1100 nm is measured with a light receiving sensor, and the residual carbon amount (MCR) is calculated from the intensity ratio. Between the ultrasonic velocity meter that is provided in the container and measures the density in the fluid to be measured, the residual carbon amount measurement unit, and the ultrasonic velocity meter. It is in the fluid soundness evaluation apparatus characterized by comprising the provided barrier.

第2の発明は、第1の発明において、前記被計測流体の導入ライン及び排出ラインと、前記容器とを保温する保温手段を有することを特徴とする流体健全性評価装置にある。   According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, there is provided a fluid soundness evaluation apparatus characterized by further comprising a heat retaining means for retaining the introduction line and the discharge line of the fluid to be measured and the container.

第3の発明は、第1又は2の発明において、前記被計測流体が容器底部から導入され、容器上部側から排出されることを特徴とする流体健全性評価装置にある。   A third invention is the fluid health evaluation apparatus according to the first or second invention, wherein the fluid to be measured is introduced from the bottom of the container and discharged from the upper side of the container.

第4の発明は、第1乃至3のいずれか一つの発明において、前記容器内に、被計測流体の導電率を計測する導電率センサ、又は被計測流体の誘電率を計測する誘電率センサを有することを特徴とする流体健全性評価装置にある。   According to a fourth invention, in any one of the first to third inventions, a conductivity sensor for measuring a conductivity of a fluid to be measured or a dielectric constant sensor for measuring a dielectric constant of the fluid to be measured is provided in the container. It exists in the fluid soundness evaluation apparatus characterized by having.

第5の発明は、第1乃至4のいずれか一つの発明において、所定間隔を有して入射部と相対向して設けられた受光部の径が、入射部の径よりも大きいことを特徴とする流体健全性評価装置にある。   A fifth invention is characterized in that, in any one of the first to fourth inventions, the diameter of the light receiving part provided opposite to the incident part with a predetermined interval is larger than the diameter of the incident part. It is in the fluid soundness evaluation apparatus.

第6の発明は、第1乃至5のいずれか一つの発明において、前記相対向して設けられた入射部と受光部とを保持する保持部を有する容器に歪み計測手段を有することを特徴とする流体健全性評価装置にある。   A sixth invention is characterized in that, in any one of the first to fifth inventions, a strain measuring means is provided in a container having a holding part for holding the incident part and the light receiving part provided to face each other. It is in the fluid soundness evaluation device.

第7の発明は、第1乃至6のいずれか一つの発明において、前記受光センサが分光器又は複数のフォトダイオードの何れかであることを特徴とする流体健全性評価装置にある。   A seventh invention is the fluid health evaluation apparatus according to any one of the first to sixth inventions, wherein the light receiving sensor is either a spectroscope or a plurality of photodiodes.

第8の発明は、第1乃至7のいずれか一つの発明において、前記光源からの光を一部分岐し、その光量を計測する光源光量計測器を有することを特徴とする流体健全性評価装置にある。   According to an eighth aspect of the present invention, in the fluid health evaluation apparatus according to any one of the first to seventh aspects of the present invention, further comprising: a light source light amount measuring device for partially branching light from the light source and measuring the light amount. is there.

第9の発明は、被計測流体である例えば燃料を収納する容器と、該容器中の被計測流体中に、入射部と受光部とが相対向して設けられ、前記受光部における光透過率を計測し、400〜1100nmの範囲の少なくとも2箇所以上の波長又は2箇所以上の波長領域の光又は蛍光を受光センサで計測し、その強度比から残炭素量(MCR)を求める残炭素量計測部と、前記容器内に設けられ、前記被計測流体中の密度を計測する超音波速度計と、前記残炭素量計測部と、前記超音波速度計との間に設けられた障壁とを具備する流体健全性評価装置と、燃料F中の密度及び残炭素量(MCR)の値を求めた結果、予め求めた密度とMCRとの特性マップの健全性の範囲外の場合に、ディーゼルエンジン運転モードを変更させる制御装置とを具備することを特徴とするディーゼルエンジン燃料健全性制御システムにある。   According to a ninth aspect of the present invention, an incident part and a light receiving part are provided opposite to each other in a container that stores, for example, fuel that is a fluid to be measured, and the fluid to be measured in the container, and the light transmittance in the light receiving part. Is measured, and at least two or more wavelengths in the range of 400 to 1100 nm, or light or fluorescence in two or more wavelength regions is measured with a light receiving sensor, and a residual carbon amount measurement (MCR) is obtained from the intensity ratio. And an ultrasonic velocimeter provided in the container for measuring the density in the fluid to be measured, a residual carbon amount measuring unit, and a barrier provided between the ultrasonic velocimeter. If the density and residual carbon content (MCR) values in the fuel F are determined, and the result is outside the range of soundness in the characteristic map of the density and MCR determined in advance, the diesel engine operation And a control device for changing the mode. In diesel engine fuel soundness control system, characterized in that.

本発明によれば、密度を計測する超音波の計測の際に、超音波により対象の燃料油中に発生する疎密の影響を障壁により解消し、光学計測結果への影響が及ばないものとなり、安定した計測が可能となる。   According to the present invention, in the measurement of ultrasonic waves for measuring the density, the influence of the density generated in the target fuel oil by the ultrasonic waves is eliminated by the barrier, and the influence on the optical measurement result is not affected. Stable measurement is possible.

図1は、実施例1に係る流体健全性評価装置の概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram of a fluid health evaluation apparatus according to the first embodiment. 図2−1は本実施例にかかる入射部と受光部の概略図である。FIG. 2A is a schematic diagram of an incident portion and a light receiving portion according to the present embodiment. 図2−2は本実施例にかかる入射部と受光部の概略図である。FIG. 2B is a schematic diagram of the incident portion and the light receiving portion according to the present embodiment. 図2−3は比較例にかかる入射部と受光部の概略図である。FIG. 2-3 is a schematic diagram of an incident part and a light receiving part according to a comparative example. 図3は、流体健全性評価装置の容器の一部概略図である。FIG. 3 is a partial schematic view of a container of the fluid health evaluation apparatus. 図4は、各MCRの濃度相違(A:MCR<0.01wt%、B:MCR=0.04wt%、C:MCR=0.3wt%、D:MCR=0.87wt%)における波長400〜1000nmにおける透過率比の計測結果図である。FIG. 4 shows a wavelength range from 400 to 400 for each MCR concentration difference (A: MCR <0.01 wt%, B: MCR = 0.04 wt%, C: MCR = 0.3 wt%, D: MCR = 0.87 wt%). It is a measurement result figure of the transmittance ratio in 1000 nm. 図5は、ベンゼン(1環炭化水素)からペンタセン(5環炭化水素)までの波長帯と吸光度の計測結果図である。FIG. 5 is a measurement result diagram of the wavelength band and absorbance from benzene (single-ring hydrocarbon) to pentacene (pentacyclic hydrocarbon). 図6は、予め求めた光透過率強度比とMCRとの関係図である。FIG. 6 is a relationship diagram between the light transmittance intensity ratio obtained in advance and the MCR. 図7は、光透過率強度比から求めたMCRと実測のMCRとの関係図である。FIG. 7 is a relationship diagram between the MCR obtained from the light transmittance intensity ratio and the actually measured MCR. 図8は、各MCRの濃度相違(E:MCR<0.01wt%、F:MCR=0.04wt%、G:MCR=0.87wt%)における波長400〜1000nmにおける蛍光の強度比の計測結果図である。FIG. 8 shows the measurement results of the intensity ratio of fluorescence at wavelengths of 400 to 1000 nm in different concentrations of each MCR (E: MCR <0.01 wt%, F: MCR = 0.04 wt%, G: MCR = 0.87 wt%). FIG. 図9−1は、超音波速度計の概略図である。FIG. 9A is a schematic diagram of an ultrasonic velocimeter. 図9−2は、超音波速度の計測結果図である。FIG. 9-2 is a measurement result diagram of the ultrasonic velocity. 図10は、実施例1に係る他の流体健全性評価装置の概略図である。FIG. 10 is a schematic diagram of another fluid health evaluation apparatus according to the first embodiment. 図11は、ディーゼルエンジン燃料健全性制御システム図である。FIG. 11 is a diesel engine fuel health control system diagram. 図12は、予め求めた密度とMCRとの特性マップである。FIG. 12 is a characteristic map of the density and MCR obtained in advance. 図13は、燃料健全性の評価の工程図である。FIG. 13 is a process chart of fuel integrity evaluation. 図14は、実施例2に係る流体健全性評価装置の概略図である。FIG. 14 is a schematic diagram of a fluid health evaluation apparatus according to the second embodiment. 図15は、実施例3に係る流体健全性評価装置の概略図である。FIG. 15 is a schematic diagram of a fluid integrity evaluation apparatus according to the third embodiment. 図16は、実施例3に係る他の流体健全性評価装置の概略図である。FIG. 16 is a schematic diagram of another fluid health evaluation apparatus according to the third embodiment. 図17は、実施例4に係る流体健全性評価装置の概略図である。FIG. 17 is a schematic diagram of a fluid integrity evaluation apparatus according to the fourth embodiment. 図18−1は、実施例5に係る流体健全性評価装置の概略図である。FIG. 18A is a schematic diagram of a fluid integrity evaluation apparatus according to the fifth embodiment. 図18−2は、誘電率センサの概略図である。FIG. 18-2 is a schematic diagram of a dielectric constant sensor.

以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments. In addition, constituent elements in the following embodiments include those that can be easily assumed by those skilled in the art or those that are substantially the same.

本発明による実施例1に係る流体健全性評価装置について、図面を参照して説明する。図1は、流体健全性評価装置の概略図である。図2−1〜図2−3は入射部と受光部の概略図である。図3は、流体健全性評価装置の容器の一部概略図である。
図1に示すように、本実施例に係る流体健全性評価装置10Aは、被計測流体である例えば燃料Fを収納する容器12と、該容器12中の被計測流体中に、所定間隔のギャップDを有し、入射部13と受光部14とが相対向して設けられ、光源21からの光の波長を可変させて受光部14における光透過率を計測し、400〜1100nmの範囲の少なくとも2箇所以上の波長又は2箇所以上の波長領域の光又は蛍光を受光センサ22で計測し、その強度比から残炭素量(MCR)を求める残炭素量計測部15と、前記容器12内に設けられ、前記被計測流体中の密度を計測する超音波速度計16と、前記残炭素量計測部15と、前記超音波速度計16との間に設けられた障壁17とを具備するものである。
A fluid integrity evaluation apparatus according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram of a fluid health evaluation apparatus. 2A to 2C are schematic views of the incident part and the light receiving part. FIG. 3 is a partial schematic view of a container of the fluid health evaluation apparatus.
As shown in FIG. 1, the fluid soundness evaluation apparatus 10 </ b> A according to the present embodiment includes a container 12 that stores, for example, fuel F, which is a fluid to be measured, and a gap at a predetermined interval in the fluid to be measured in the container 12. D, the incident portion 13 and the light receiving portion 14 are provided opposite to each other, and the light transmittance of the light receiving portion 14 is measured by varying the wavelength of light from the light source 21, and at least in the range of 400 to 1100 nm. A remaining carbon amount measuring unit 15 that measures light or fluorescence of two or more wavelengths or two or more wavelength regions with the light receiving sensor 22 and obtains a residual carbon amount (MCR) from the intensity ratio thereof, and is provided in the container 12 The ultrasonic velocimeter 16 for measuring the density in the fluid to be measured, the residual carbon amount measuring unit 15, and the barrier 17 provided between the ultrasonic velocimeter 16 are provided. .

ここで、図1中、符号Dは入射部13の入射用光ファイバの端面と、受光部14の受光用光ファイバの端面とのギャップである。このギャップDとしては、数mm以下、好ましくは1mm以下、より好ましくは0.5〜1mmとするのがよい。これはギャップDの間隔が開きすぎると、受光が不可能となるからである。   Here, in FIG. 1, a symbol D is a gap between the end face of the incident optical fiber of the incident portion 13 and the end face of the light receiving optical fiber of the light receiving portion 14. The gap D is several mm or less, preferably 1 mm or less, and more preferably 0.5 to 1 mm. This is because light reception is impossible if the gap D is too wide.

また、本実施例では、図2−1に示すように、入射部13側の入射用ファイバの径d1を200μmとし、受光部14側の受光用光ファイバの径d2を300μmとしている。
これは、被計測流体の散乱が大きい場合、同サイズの光源側、受光側のファイバでは、図2−3に示すように、受光できない光が多くなり、計測が不安定となるからである。よって、入射部13の入射用ファイバの径d1よりも、照射光を受光する受光部14側の受光用光ファイバの径d2を大きくする(d2>d1)ことで、散乱・吸収の大きな計測対象の場合でも、光の受光量を確保することができ、安定な透過特性計測が可能となる。
Further, in this embodiment, as shown in FIG. 2A, the diameter d 1 of the incident fiber on the incident portion 13 side is 200 μm, and the diameter d 2 of the light receiving optical fiber on the light receiving portion 14 side is 300 μm.
This is because, when the scattering of the fluid to be measured is large, the light on the light source side and the light receiving side of the same size has a large amount of light that cannot be received as shown in FIG. Therefore, the diameter d 2 of the light receiving optical fiber on the light receiving unit 14 side that receives the irradiated light is made larger than the diameter d 1 of the incident fiber of the incident unit 13 (d 2 > d 1 ), thereby scattering / absorbing. Even in the case of a large measurement object, the amount of received light can be secured, and stable transmission characteristic measurement can be performed.

また、光ファイバの径を異なるようにする代わりに、図2−2に示すように、入射部13と受光部14との間に、集光レンズ18を設けるようにしてもよい。
前記集光レンズ18の集光作用により、散乱・吸収の大きな計測対象の場合でも、光の受光量を確保することができ、安定な透過特性計測が可能となる。
Further, instead of making the diameters of the optical fibers different, a condensing lens 18 may be provided between the incident portion 13 and the light receiving portion 14 as shown in FIG.
Due to the light condensing action of the condensing lens 18, the amount of received light can be ensured even in the case of a measurement object with large scattering / absorption, and stable transmission characteristic measurement can be performed.

また、図3に示すように、入射部13と受光部14とを各々保持する保持部12a、12bに、歪み計測手段19を設け、材料の伸び等を検知するようにしてもよい。
そして、材料の伸び/縮みをモニターして信号処理部23に出力し、計測値の補正等を行うようにしてもよい。
これは、前記入射部13の入射用光ファイバの端面と、受光部14の受光用光ファイバの端面とのギャップDは、極めて小さいので、光学計測系の送光・受光間隔に変動があった場合でも、歪み計測手段19を計測することで、間隔Dと透過特性の関係のデータをもとに補正できるため、安定した計測を可能とするためである。
In addition, as shown in FIG. 3, strain measuring means 19 may be provided in the holding portions 12 a and 12 b that hold the incident portion 13 and the light receiving portion 14, respectively, and the elongation of the material or the like may be detected.
Then, the elongation / shrinkage of the material may be monitored and output to the signal processing unit 23 to correct the measured value.
This is because the gap D between the end face of the incident optical fiber of the incident portion 13 and the end face of the light receiving optical fiber of the light receiving portion 14 is very small, and therefore the light transmission / reception interval of the optical measurement system varies. Even in this case, by measuring the distortion measuring means 19, correction can be made based on the data on the relationship between the distance D and the transmission characteristics, so that stable measurement is possible.

本実施例では、入射する光は波長可変としているが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばハロゲンランプ等のような広い波長域(400〜1100nm)を有する光を入射し、受光センサ22の分光器で波長分解する方法や、受光センサ22の前のフィルタを配置して、波長域を限定する方法等を用いることができる。   In this embodiment, the wavelength of incident light is variable, but the present invention is not limited to this. For example, light having a wide wavelength range (400 to 1100 nm) such as a halogen lamp is incident and received. It is possible to use a method of wavelength decomposition with the spectroscope of the sensor 22 or a method of limiting the wavelength range by arranging a filter in front of the light receiving sensor 22.

ここで、本発明のMCR(micro carbon residue)の計測について説明する。
図4は燃料におけるMCRの濃度相違(A:MCR<0.01wt%、B:MCR=0.04wt%、C:MCR=0.3wt%、D:MCR=0.87wt%、)における波長400〜1000nmにおける分光器での透過率比の計測結果を示す。
図4に示すように、MCRの値が低い燃料ほど、低波長側に吸収ピークが存在する割合が多いものとなる。
Here, the measurement of MCR (micro carbon residue) of the present invention will be described.
FIG. 4 shows the wavelength 400 at different concentrations of MCR in the fuel (A: MCR <0.01 wt%, B: MCR = 0.04 wt%, C: MCR = 0.3 wt%, D: MCR = 0.87 wt%). The measurement result of the transmittance | permeability ratio with the spectrometer in -1000nm is shown.
As shown in FIG. 4, the fuel having a lower MCR value has a higher proportion of absorption peaks on the lower wavelength side.

このように、MCRが変化すると透過率曲線において変化があるのは、芳香族環の大きさに起因することによる。図5は、ベンゼン(1環炭化水素)からペンタセン(5環炭化水素)までまでの波長帯と吸光度の計測結果図である。図5に示すように、徐々にその吸収波長域は長波長域に変化している。よって、燃料の燃焼性が良好な環が少ない物質の割合が多い場合には、低波長側となるので、図5のような挙動を呈することとなる。   Thus, the change in the transmittance curve when the MCR changes is due to the size of the aromatic ring. FIG. 5 is a measurement result diagram of the wavelength band and absorbance from benzene (single-ring hydrocarbon) to pentacene (pentacyclic hydrocarbon). As shown in FIG. 5, the absorption wavelength region gradually changes to a long wavelength region. Therefore, when there is a large proportion of a substance with a good ring of fuel combustibility and a small number of rings, the behavior becomes as shown in FIG.

ここで、MCRの算出の仕方の一例を示す。
残炭素量(MCR:micro carbon residue)は、燃料の光透過率の強度比より求める。この強度比は、少なくとも2箇所以上の所定波長域の透過率の強度を積算し、これらを対比する。
図4においては、強度1としては、波長725〜775nmの間の強度を積算すると共に、強度2としては、波長950〜1100nmの間の強度を積算している。
そして、予め(強度2)/(強度1)とMCRとの関係を求めておき、前記測定した(強度2)/(強度1)の結果から、MCRを求める。
なお、透過率の絶対値には影響を受けるものではない。
Here, an example of how to calculate the MCR is shown.
The amount of residual carbon (MCR) is obtained from the intensity ratio of the light transmittance of the fuel. The intensity ratio is obtained by integrating the intensities of transmittances in at least two or more predetermined wavelength regions and comparing them.
In FIG. 4, as the intensity 1, the intensity between wavelengths 725 to 775 nm is integrated, and as the intensity 2, the intensity between wavelengths 950 to 1100 nm is integrated.
Then, the relationship between (strength 2) / (strength 1) and MCR is obtained in advance, and MCR is obtained from the measured (strength 2) / (strength 1) result.
The absolute value of transmittance is not affected.

図6は、予め求めた光透過率強度比とMCRとの関係図である。
このように、予め、(強度2)/(強度1)とMCRとの関係を求めておき、測定した(強度2)/(強度1)からMCRを算出することとなる。
ここで、強度1は725nm〜775nmの範囲とし、強度2は950nm〜1050nmの範囲とし、下記式(1)からMCRを求めることができる。
MCR=α(強度2/強度1−γ)β…(1)
ここで、αは比例係数であり(α=0.14)、βは線形補正係数であり(β=0.7)であり、γは零点補正係数(γ=1.95)である。
FIG. 6 is a relationship diagram between the light transmittance intensity ratio obtained in advance and the MCR.
In this way, the relationship between (strength 2) / (strength 1) and MCR is obtained in advance, and MCR is calculated from the measured (strength 2) / (strength 1).
Here, the intensity 1 is in the range of 725 nm to 775 nm, the intensity 2 is in the range of 950 nm to 1050 nm, and the MCR can be obtained from the following formula (1).
MCR = α (strength 2 / strength 1-γ) β (1)
Here, α is a proportional coefficient (α = 0.14), β is a linear correction coefficient (β = 0.7), and γ is a zero point correction coefficient (γ = 1.95).

また、2ヶ所の波長領域以外にも、以下のような計算も可能である。
強度1を550nm〜650nmの範囲とし、強度2を750nm〜850nmn範囲とし、強度3を950nm〜1050nmの範囲とし、下記式(2)からMCRを求めることができる。なお、係数は前記と同様である。
MCR=α1 (強度2/強度1-γ1)β1 + α2(強度3/強度1-γ1)β2…(2)
In addition to the two wavelength regions, the following calculation is also possible.
MCR can be obtained from the following formula (2), with intensity 1 in the range of 550 nm to 650 nm, intensity 2 in the range of 750 nm to 850 nm, intensity 3 in the range of 950 nm to 1050 nm. The coefficients are the same as described above.
MCR = α1 (strength 2 / strength 1-γ1) β1 + α2 (strength 3 / strength 1-γ1) β2 (2)

ここで、波長の選定は一例であり、2箇所の場合には、400〜800nmの低波長側の所定範囲の強度比の積算を強度1とし、500〜1100nmの長波長側の所定範囲の強度比の積算を強度2とするようにすればよい。   Here, the selection of the wavelength is an example, and in the case of two places, the integration of the intensity ratio in the predetermined range on the low wavelength side of 400 to 800 nm is set as the intensity 1, and the intensity in the predetermined range on the long wavelength side of 500 to 1100 nm. What is necessary is just to make it the intensity | strength of the ratio integration.

また、3箇所の場合には、400〜700nmの低波長側の所定範囲の強度比の積算を強度1とし、700〜900nmの中波長側の所定範囲の強度比の積算を強度2とし、900〜1100nmの長波長側の所定範囲の強度比の積算を強度3とし、
(強度2/強度1)+(強度3/強度1)とするようにすればよい。
In the case of three places, the integration of the intensity ratio in the predetermined range on the low wavelength side of 400 to 700 nm is intensity 1, the integration of the intensity ratio in the predetermined range on the medium wavelength side of 700 to 900 nm is intensity 2, and 900 The integration of intensity ratios in a predetermined range on the long wavelength side of ˜1100 nm is intensity 3,
(Strength 2 / strength 1) + (strength 3 / strength 1) may be set.

また、所定波長の領域とせずに、特定の2箇所以上の波長同士(例えば強度1を725nmの値とし、強度2を950nmの値とする等。)を比較して残炭素量(MCR)を求めるようにしてもよい。   Further, the remaining carbon amount (MCR) is compared by comparing two or more specific wavelengths (for example, intensity 1 is a value of 725 nm, intensity 2 is a value of 950 nm, etc.) without making the region of a predetermined wavelength. You may make it ask.

図7は光透過率強度比から求めたMCRと実測のMCRとの関係図であるが、良好な相関関係を呈している。   FIG. 7 is a relationship diagram between the MCR obtained from the light transmittance intensity ratio and the actually measured MCR, and shows a good correlation.

また、図8に示すように、光強度の代わりに蛍光強度からもMCRを求めるようにしてもよい(E:MCR<0.01wt%、F:MCR=0.04wt%、G:MCR=0.87wt%)。   Further, as shown in FIG. 8, MCR may be obtained from fluorescence intensity instead of light intensity (E: MCR <0.01 wt%, F: MCR = 0.04 wt%, G: MCR = 0). .87 wt%).

本発明におけるMCRの計測対象流体としては、重油、軽油、潤滑油、燃料オイル等を例示することができるが、流体の健全性を評価するものであればいずれでもよい。   Examples of the MCR measurement target fluid in the present invention include heavy oil, light oil, lubricating oil, and fuel oil, but any fluid that evaluates the soundness of the fluid may be used.

本実施例では、前記容器12は、被計測流体の燃料Fを流通または必要に応じて停止させて、容器12内に燃料Fを充満させることの出来るものであればいずれでもよい。
本実施例では、図1に示すように、この容器12内には、前記MCR計測器15と共に、超音波速度計16とが障壁17に隔てられて配設されている。
In this embodiment, the container 12 may be any one as long as the fuel F of the fluid to be measured can be circulated or stopped as necessary to fill the container 12 with the fuel F.
In this embodiment, as shown in FIG. 1, an ultrasonic velocity meter 16 is disposed in the container 12 together with the MCR measuring instrument 15 and a barrier 17.

ここで、図9−1は被計測流体の密度を計測する超音波速度計の構成図である。図9−2は、超音波速度計を用いた計測結果図である。
前記超音波速度計16は、図9−1に示すように、超音波の発振部16aと反射部16bと、反射された超音波を受信する受信部16cから構成されている。
図9−2は、超音波速度計16により求めた、超音波計測結果である。図9−2に示すように、発振ピークと受信ピークとの時間を超音波速度(t)として求め、予め求めている超音波速度と密度との検量線から、密度を求めることができる。
Here, FIG. 9-1 is a configuration diagram of an ultrasonic velocimeter for measuring the density of the fluid to be measured. FIG. 9-2 is a measurement result diagram using an ultrasonic velocimeter.
As shown in FIG. 9A, the ultrasonic velocimeter 16 includes an ultrasonic oscillation unit 16a, a reflection unit 16b, and a reception unit 16c that receives reflected ultrasonic waves.
FIG. 9B is an ultrasonic measurement result obtained by the ultrasonic velocimeter 16. As shown in FIG. 9B, the time between the oscillation peak and the reception peak is obtained as the ultrasonic velocity (t), and the density can be obtained from a calibration curve between the ultrasonic velocity and the density obtained in advance.

この超音波速度計16はその計測の際に発生する超音波により、被計測対象の燃料F中に疎密が生じ、光の屈折率を変化させ光学計測結果に影響を及ぼすおそれがあるが、本実施例では前記障壁17を設けているので、光学計測系の計測位置において超音波の影響が及ばないようにしている。
前記障壁17の材質は超音波に共鳴しないような材質(例えば金属、樹脂等)であればいずれでもよい。
This ultrasonic velocimeter 16 may cause density in the fuel F to be measured due to the ultrasonic waves generated during the measurement, changing the refractive index of light and affecting the optical measurement result. In the embodiment, since the barrier 17 is provided, the influence of ultrasonic waves is not affected at the measurement position of the optical measurement system.
The material of the barrier 17 may be any material that does not resonate with ultrasonic waves (for example, metal, resin, etc.).

この結果、容器12内に超音波計測系と光学計測系とを設置した場合でも、計測対象(燃料油等)の密度、および残炭素量をオンラインでモニターすることが可能となる。この結果、別々の容器にMCR計測器15と共に超音波速度計16とを設けることなく、同一の容器12内にMCR計測器15と共に超音波速度計16とをコンパクトに設置できると共に、光学計測系に超音波の影響が及ばないような障壁17構造とすることにより、超音波系、光学系ともに安定した計測が可能とした簡易な構成の流体健全性評価装置10Aとすることができる。
よって、本実施例1の流体健全性評価装置10Aを用いることで、例えばディーゼルエンジンの運転時に粗悪燃料によるトラブルを未然に防ぐことが可能となる。
As a result, even when an ultrasonic measurement system and an optical measurement system are installed in the container 12, the density of the measurement target (fuel oil or the like) and the amount of remaining carbon can be monitored online. As a result, the ultrasonic velocity meter 16 and the MCR measuring instrument 15 can be compactly installed in the same container 12 without providing the ultrasonic velocity meter 16 together with the MCR measuring instrument 15 in separate containers, and an optical measurement system. By adopting the barrier 17 structure that does not affect the ultrasonic wave, it is possible to provide a fluid soundness evaluation apparatus 10A having a simple configuration that enables stable measurement of both the ultrasonic system and the optical system.
Therefore, by using the fluid soundness evaluation device 10A of the first embodiment, for example, it is possible to prevent troubles due to poor fuel during operation of a diesel engine.

また、超音波速度計16での超音波の発振後、所定時間経過し、超音波の残響が解消した時点で、MCR計測器15で光学計測を行うようにしてもよい。   Alternatively, optical measurement may be performed by the MCR measuring instrument 15 when a predetermined time elapses after the ultrasonic wave is oscillated by the ultrasonic velocity meter 16 and the reverberation of the ultrasonic wave is eliminated.

また、図10に示すように、前記光源21からの光を一部分岐し、その光量を計測する光源光量計測器24を有し、該光源光量計測器24によりその光源21の光量をモニターして、その変動状況を信号処理部23へ出力し、計測値の補正、または光源の光量調整を行うようにしてもよい。
これにより、光源21の出力が変動した場合でも、受光センサ22における受光量に対する影響を抑えられるため、安定した計測が可能となる。
Further, as shown in FIG. 10, the light source 21 has a light source light amount measuring device 24 that partially branches the light from the light source 21 and measures the light amount thereof, and the light amount of the light source 21 is monitored by the light source light amount measuring device 24. The fluctuation state may be output to the signal processing unit 23 to correct the measurement value or adjust the light amount of the light source.
Thereby, even when the output of the light source 21 fluctuates, the influence on the amount of light received by the light receiving sensor 22 can be suppressed, so that stable measurement is possible.

また、受光センサ22においては、前述したような分光器以外に、複数のフォトダイオード等とし、各々にフィルタ等を設けて、計測波長帯を分離して、計測対象を透過した各計測波長帯の光の信号量変化(透過率)を計測するようにしてもよい。
前記受光センサ22を複数のフォトダイオードとすることで、分光器を用いる場合よりも装置構成を安価にすることが可能となる。
Further, in the light receiving sensor 22, in addition to the spectroscope as described above, a plurality of photodiodes and the like are provided, and a filter or the like is provided for each to separate the measurement wavelength band, and for each measurement wavelength band transmitted through the measurement target. You may make it measure the signal amount change (transmittance) of light.
By using a plurality of photodiodes as the light receiving sensor 22, it is possible to make the device configuration cheaper than when using a spectroscope.

次に、本実施例の流体健全性評価装置10Aを用いて、燃料の健全性を評価するディーゼルエンジン燃料健全性制御システムについて説明する。
図11は、実施例に係るディーゼルエンジン燃料健全性制御システム図である。
図11に示すように、ディーゼルエンジン燃料健全性制御システム20は、図1に示す流体健全性評価装置10Aを、燃料ラインL1から分岐した計測用分岐燃料ラインL2に介装してなり、燃料F中の密度及び残炭素量(MCR)の値を求めた結果、予め求めた密度とMCRとの特性マップの健全性の範囲外の場合に、ディーゼルエンジン運転モードを変更させる制御装置(CPU)25とを具備するものである。
ここで、図11中、符号26は燃料タンク、27はディーゼルエンジン(D/E)、28は浄化手段を各々図示する。
Next, a diesel engine fuel soundness control system that evaluates the soundness of fuel using the fluid soundness evaluation apparatus 10A of the present embodiment will be described.
FIG. 11 is a diesel engine fuel soundness control system diagram according to the embodiment.
As shown in FIG. 11, the diesel engine fuel health control system 20 includes the fluid health evaluation apparatus 10A shown in FIG. 1 in a measurement branch fuel line L 2 branched from the fuel line L 1 . A control device (CPU) that changes the diesel engine operation mode when the density and residual carbon amount (MCR) values in the fuel F are determined, and are outside the range of soundness of the characteristic map of the density and MCR determined in advance. 25).
In FIG. 11, reference numeral 26 denotes a fuel tank, 27 denotes a diesel engine (D / E), and 28 denotes a purification means.

図12は、ディーゼル燃料の密度とMCRとの特性マップであり、これは予め求めておく。
そして、前述した流体健全性評価装置10Aを用いて、燃料(例えばディーゼル燃料)F中の密度及び残炭素量(MCR)の値を求めた結果を、図12に示す予め求めた密度とMCRとの特性マップに当てはめて、健全性の範囲内(図12中、白抜き部分)の場合には、燃料が健全であると判断する。
これに対して、健全性の範囲外(図12中、網掛け部分)の場合には、燃料の健全性が低下していると判断する。
なお、健全性の範囲外において、密度990(kg/cm3)以上、MCR22(wt%)以上の場合(図中、斜線部分)には、規格外燃料である。
FIG. 12 is a characteristic map of diesel fuel density and MCR, which is determined in advance.
Then, using the above-described fluid soundness evaluation apparatus 10A, the density and MCR shown in FIG. 12 are obtained as a result of obtaining the density and residual carbon content (MCR) values in the fuel (for example, diesel fuel) F. If it is within the range of soundness (the white area in FIG. 12), it is determined that the fuel is healthy.
On the other hand, when it is out of the range of soundness (shaded portion in FIG. 12), it is determined that the soundness of the fuel is lowered.
When the density is 990 (kg / cm 3 ) or more and MCR22 (wt%) or more (shaded area in the figure) outside the range of soundness, the fuel is out of specification.

この判断の結果に応じて、ディーゼルエンジン運転モードを制御装置25により変更するようにしている。
前記健全性の範囲として密度(D)=3.8X1×MCR−X2±X3と規定している。
ここでX1は比例係数(X1=3.8)、X2は密度係数(X2=925)、X3は燃料の許容範囲係数(X3=12)である。
なお、X3の燃料の許容範囲係数を増減することで、規制範囲を厳しくしたり緩和したりすることができる。
このように、健全性の範囲として、密度とMCRとを求め、図12に示すようにD=3.8×MCR−925±12から求めるようにしている。
ここで、図12において、領域Aは規定燃料(良好な燃料)の領域を示す。また、領域Bは要注意燃料の領域を示す。さらに、領域Cは規定外燃料を示す。
The diesel engine operation mode is changed by the control device 25 in accordance with the result of this determination.
The soundness range is defined as density (D) = 3.8 × 1 × MCR−X2 ± X3.
Here, X1 is a proportionality coefficient (X1 = 3.8), X2 is a density coefficient (X2 = 925), and X3 is a fuel allowable range coefficient (X3 = 12).
In addition, the regulation range can be tightened or relaxed by increasing or decreasing the allowable range coefficient of the fuel of X3.
As described above, the density and MCR are obtained as the range of soundness, and are obtained from D = 3.8 × MCR−925 ± 12 as shown in FIG.
Here, in FIG. 12, a region A indicates a region of specified fuel (good fuel). A region B indicates a region of fuel requiring attention. Further, region C shows non-standard fuel.

ここで、前記ディーゼルエンジン運転モードの変更としては、エンジンの運転モードを変更する(例えば負荷をかけない運転とする)、注油率(潤滑油注入量)の増加、燃料タンクからの燃料を浄化させる、燃料の混合比率を変更させることの少なくとも一つである。
燃料中の密度及び残炭素量が変化すると、エンジン内の燃焼状態が変化し、例えば火炎がシリンダー内壁に接触あるいは近接することによりシリンダー内部の潤滑油が枯渇してピストンリングとの焼きつきを起こす。よって、燃料中の密度及び残炭素量のリアルタイム計測結果を基に、規定燃料以外の燃料が導入された場合に負荷低減、注油率の増加を行うことで、焼きつきなどを未然に防止することが可能となる。
さらに、複数種の組成の異なる燃料を有する場合においては、その燃料同士の配合割合を変更等するようにしてもよい。
Here, as the change of the diesel engine operation mode, the engine operation mode is changed (for example, an operation without applying a load), the oil injection rate (lubricant injection amount) is increased, and the fuel from the fuel tank is purified. , At least one of changing the mixing ratio of the fuel.
When the density and carbon content in the fuel change, the combustion state in the engine changes. For example, when the flame contacts or approaches the inner wall of the cylinder, the lubricating oil in the cylinder is depleted and seizure occurs with the piston ring. . Therefore, based on the real-time measurement results of density and residual carbon content in the fuel, seizure etc. can be prevented beforehand by reducing the load and increasing the lubrication rate when fuel other than the specified fuel is introduced. Is possible.
Furthermore, in the case of having a plurality of types of fuels having different compositions, the blending ratio of the fuels may be changed.

本発明に係る燃料健全性の評価の工程について図13を用いて説明する。
図13に示すように、第1の工程では、燃料中の残炭素量(MCR)及び密度をリアルタイムで計測する(S1)。
第2の工程では、燃料中の残炭素量(MCR)及び密度の値を求め、その結果、健全性の範囲(D=3.8×MCR−925±12)の基準値内か否かを判定する(S2)。
The process for evaluating fuel integrity according to the present invention will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 13, in the first step, the amount of residual carbon (MCR) and density in the fuel are measured in real time (S1).
In the second step, the amount of residual carbon (MCR) and density in the fuel are obtained, and as a result, whether or not the value is within the standard value of the soundness range (D = 3.8 × MCR−925 ± 12). Determine (S2).

基準値内(図12中、領域A)である場合には、燃料は良好であるとして、現状の通常運転を継続する(S3)。
これに対し、基準値外(図12中、領域B及びC)である場合には、燃料の健全性が良好ではないと判断し、警告を発する(S4)。この警告に引き続き、運転モードの変更を行う(S5)。
If it is within the reference value (region A in FIG. 12), it is assumed that the fuel is good and the current normal operation is continued (S3).
On the other hand, if it is outside the reference value (regions B and C in FIG. 12), it is determined that the soundness of the fuel is not good, and a warning is issued (S4). Following this warning, the operation mode is changed (S5).

ディーゼルエンジン運転モードを変更させる一例としては、図11に示すように、図示しない燃料切替手段により燃料FをバイパスラインL3へ変更する。
そして、バイパスラインL3に介装された浄化手段(例えば燃料ピュアリファイア又はフィルタ等)28を通過させ、燃料Fを浄化させるようにしている。
ここで、燃料ピュアリファイアとしては、精密多孔板エレメントを高速回転させて、低質粗悪重油中の軟質スラッジの粉砕、分散、ホモジナイズ等を行うと共に、精密濾過洗浄を行う手段であり、比重差のある硬質不純物やカーボンは濾過されずに、ドレンとして排出するものである。このピュアリファイアを通過させた後、さらに濾過をフィルタで行うことにより、燃料を浄化させて、燃料組成を変更するようにしている。
As an example of changing the diesel engine operation mode, as shown in FIG. 11, the fuel F is changed to the bypass line L 3 by a fuel switching means (not shown).
Then, the fuel F is purified by passing through a purifying means (for example, a fuel purifier or a filter) interposed in the bypass line L 3 .
Here, the fuel pureifier is a means for rotating the precision perforated plate element at high speed to pulverize, disperse, homogenize, etc. soft sludge in low-quality crude heavy oil, and to perform microfiltration washing. Certain hard impurities and carbon are discharged as drain without being filtered. After passing through this pure firer, further filtering is performed with a filter to purify the fuel and change the fuel composition.

このように、本発明によれば、燃料供給配管中の所定の箇所において、燃料性状(密度及びMCR)をオンラインで計測し、この計測結果に基づいて、燃料の健全性の評価を行い、健全性が悪い場合には、運転モードを変更させることで、例えば船舶の航行中においても、オンラインでその燃料性状に応じたディーゼルエンジン運転モードの変更を行うことができ、燃焼室熱負荷増大による信頼性低下を未然に防ぎ、エンジンの信頼性を向上することができる。なお、燃料は船舶用燃料に限定されず、陸用燃料に用いるようにしてもよい。
よって、オンライン計測ができない従来のような、手探り状態での運転を行うことが回避され、安定した航行が可能となる。
As described above, according to the present invention, the fuel properties (density and MCR) are measured online at a predetermined location in the fuel supply pipe, and the soundness of the fuel is evaluated based on the measurement result. In the case of poor performance, by changing the operation mode, the diesel engine operation mode can be changed online according to the fuel properties, for example, even while the ship is navigating. The reliability of the engine can be improved. The fuel is not limited to marine fuel, and may be used as land fuel.
Therefore, it is possible to avoid driving in a groping state as in the conventional case where online measurement is not possible, and stable navigation is possible.

次に、本発明による実施例2に係る流体健全性評価装置について、図面を参照して説明する。図14は、流体健全性評価装置の概略図である。なお、実施例1に係る流体健全性評価装置10Aと同一部材については、同一符号を付してその説明は省略する。
図14に示すように、本実施例に係る流体健全性評価装置10Bは、前記被計測流体の導入ライン及び排出ラインと、前記容器12とを保温する保温手段30を有するものである。前記保温手段30には、図示しない断熱手段及び加温手段が設けられている。
Next, a fluid health evaluation apparatus according to Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 14 is a schematic diagram of a fluid health evaluation apparatus. In addition, about the same member as 10 A of fluid soundness evaluation apparatuses which concern on Example 1, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.
As shown in FIG. 14, the fluid soundness evaluation device 10 </ b> B according to the present embodiment includes a heat retaining unit 30 that retains the introduction line and the discharge line of the fluid to be measured and the container 12. The heat retaining means 30 is provided with heat insulating means and heating means (not shown).

被計測流体である燃料Fは通常粘性を有しており、その供給の際には加温されている。よって、加熱された燃料Fを計測できるよう、容器、配管等を加熱・保温できる構造としている。そして、容器12内を計測する温度計31を有し、該温度計31の出力を信号処理部23に送り、温調、計測信号補正等に使用できるようにしている。   The fuel F, which is the fluid to be measured, usually has viscosity, and is heated when supplied. Therefore, the container, piping, and the like can be heated and kept warm so that the heated fuel F can be measured. And it has the thermometer 31 which measures the inside of the container 12, The output of this thermometer 31 is sent to the signal processing part 23, and it can be used for temperature control, measurement signal correction, etc.

特に、例えば100℃以上でないと流動性を持たないような油等を計測する際には計測容器12内のセンサ領域も高温を保持する必要があるが、本実施例の計測装置により対応が可能となる。
また、温度毎に密度、残留炭素分と計測信号の対応を与えるテーブルを予め取得しておき、付設の温度計31の出力と比較することで、計測時の温度に影響を受けない計測が可能となる。
In particular, when measuring oil or the like that does not have fluidity unless it is 100 ° C. or higher, for example, the sensor region in the measurement container 12 needs to be kept at a high temperature. It becomes.
In addition, a table that gives correspondence between density, residual carbon content and measurement signal for each temperature is obtained in advance, and compared with the output of the attached thermometer 31, measurement that is not affected by temperature during measurement is possible. It becomes.

本実施例の流体健全性評価装置を用いることで、計測時の温度に影響を受けない計測が可能となる。よって、本実施例の流体健全性評価装置を用いることで、ディーゼルエンジン燃料健全性制御システムにおける計測が良好なものとなる。   By using the fluid soundness evaluation apparatus of the present embodiment, measurement that is not affected by the temperature at the time of measurement becomes possible. Therefore, the measurement in a diesel engine fuel soundness control system becomes favorable by using the fluid soundness evaluation apparatus of a present Example.

次に、本発明による実施例3に係る流体健全性評価装置について、図面を参照して説明する。図15は、流体健全性評価装置の概略図である。なお、実施例1に係る流体健全性評価装置10Aと同一部材については、同一符号を付してその説明は省略する。
図15に示すように、本実施例に係る流体健全性評価装置10Cは、被計測流体である燃料Fが容器底部12aから導入され、容器上部12b側から排出されるようにしている。
Next, a fluid health evaluation apparatus according to Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 15 is a schematic diagram of a fluid health evaluation apparatus. In addition, about the same member as 10 A of fluid soundness evaluation apparatuses which concern on Example 1, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.
As shown in FIG. 15, the fluid health evaluation apparatus 10 </ b> C according to the present embodiment is configured such that fuel F, which is a fluid to be measured, is introduced from the container bottom 12 a and discharged from the container top 12 b side.

流体の計測中に気泡が存在する場合、超音波計測や光学計測結果に影響するため、燃料の供給を容器底部12aから計測対象を導入し、容器上部12bから排出する構造としている。   When bubbles are present during the measurement of the fluid, the ultrasonic measurement and optical measurement results are affected. Therefore, the fuel supply is introduced from the container bottom 12a and discharged from the container top 12b.

この結果、燃料F中に気泡が存在する場合にも速やかに、上部に移動し、料油中に気泡が存在すると、超音波の進行、光の透過・屈折に影響を及ぼし、
計測結果の誤差要因となることを回避することができる。
本実施例により、気泡の影響を排除し、安定・高信頼性の計測結果出力が可能となる。
As a result, even when air bubbles are present in the fuel F, the fuel F moves to the upper part quickly, and when air bubbles are present in the fuel oil, it influences the progress of ultrasonic waves, light transmission and refraction,
It is possible to avoid an error factor of the measurement result.
According to this embodiment, it is possible to eliminate the influence of bubbles and output a measurement result with stability and high reliability.

また、図16に示す流体健全性評価装置10Dのように、容器12内部の上方部分に空間33を設けるように、流体を排出するようにし、その空間33内部を真空ポンプ34により脱気することで、燃料F中に存在する微細な気泡を積極的に排除するようにしてもよい。   Further, as in the fluid soundness evaluation apparatus 10D shown in FIG. 16, the fluid is discharged so that the space 33 is provided in the upper portion inside the container 12, and the space 33 is deaerated by the vacuum pump 34. Thus, fine bubbles present in the fuel F may be positively excluded.

本実施例の流体健全性評価装置を用いることで、計測の際における燃料中の気泡の影響を排除した計測が可能となる。よって、本実施例の流体健全性評価装置を用いることで、ディーゼルエンジン燃料健全性制御システムにおける計測が良好なものとなる。   By using the fluid soundness evaluation apparatus of the present embodiment, it is possible to perform measurement without the influence of bubbles in the fuel at the time of measurement. Therefore, the measurement in a diesel engine fuel soundness control system becomes favorable by using the fluid soundness evaluation apparatus of a present Example.

次に、本発明による実施例4に係る流体健全性評価装置について、図面を参照して説明する。図17は、流体健全性評価装置の概略図である。なお、実施例1に係る流体健全性評価装置10Aと同一部材については、同一符号を付してその説明は省略する。
図17に示すように、本実施例に係る流体健全性評価装置10Eは、容器12内に、被計測流体である燃料Fの導電率を計測する導電率センサ35を有するものである。
Next, a fluid health evaluation apparatus according to Embodiment 4 of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 17 is a schematic diagram of a fluid health evaluation apparatus. In addition, about the same member as 10 A of fluid soundness evaluation apparatuses which concern on Example 1, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.
As shown in FIG. 17, the fluid soundness evaluation apparatus 10 </ b> E according to the present embodiment includes a conductivity sensor 35 that measures the conductivity of fuel F, which is a fluid to be measured, in the container 12.

超音波速度計16による計測に併せて、更に導電率センサ35により燃料Fの導電率を計測することにより燃料Fの密度の評価の信頼性を向上させている。   In addition to the measurement by the ultrasonic velocity meter 16, the reliability of the evaluation of the density of the fuel F is improved by measuring the conductivity of the fuel F by the conductivity sensor 35.

本実施例の流体健全性評価装置を用いることで、導電率を考慮して計測が可能となる。よって、本実施例の流体健全性評価装置を用いることで、ディーゼルエンジン燃料健全性制御システムにおける計測が良好なものとなる。   By using the fluid soundness evaluation apparatus of the present embodiment, measurement can be performed in consideration of conductivity. Therefore, the measurement in a diesel engine fuel soundness control system becomes favorable by using the fluid soundness evaluation apparatus of a present Example.

次に、本発明による実施例5に係る流体健全性評価装置について、図面を参照して説明する。図18−1は、流体健全性評価装置の概略図及び図18−2は、誘電率センサの概略図である。なお、実施例1に係る流体健全性評価装置10Aと同一部材については、同一符号を付してその説明は省略する。
図18−1に示すように、本実施例に係る流体健全性評価装置10Fは、容器12内に、被計測流体である燃料Fの導電率を計測する導電率センサ35と、燃料Fの誘電率を計測する誘電率センサ36とを有するものである。
誘電率センサ36は、図18−2に示すように、一対の検出電極36aとアース電極36bとから構成される。
そして、光学計測系に併せて誘電率計測系の出力により燃料の残留炭素分を評価することにより、より高信頼の計測が可能となる。
Next, a fluid health evaluation apparatus according to Embodiment 5 of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 18-1 is a schematic diagram of a fluid health evaluation apparatus, and FIG. 18-2 is a schematic diagram of a dielectric constant sensor. In addition, about the same member as 10 A of fluid soundness evaluation apparatuses which concern on Example 1, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.
As illustrated in FIG. 18A, the fluid health evaluation apparatus 10F according to the present embodiment includes a conductivity sensor 35 that measures the conductivity of the fuel F that is the fluid to be measured, and the dielectric of the fuel F in the container 12. And a dielectric constant sensor 36 for measuring the rate.
As shown in FIG. 18-2, the dielectric constant sensor 36 includes a pair of detection electrodes 36a and a ground electrode 36b.
Further, by evaluating the residual carbon content of the fuel by the output of the dielectric constant measurement system in addition to the optical measurement system, more reliable measurement can be performed.

本実施例の流体健全性評価装置を用いることで、導電率及び誘電率を考慮した計測が可能となる。よって、本実施例の流体健全性評価装置を用いることで、ディーゼルエンジン燃料健全性制御システムにおける計測が良好なものとなる。   By using the fluid soundness evaluation apparatus according to the present embodiment, it is possible to perform measurement in consideration of conductivity and dielectric constant. Therefore, the measurement in a diesel engine fuel soundness control system becomes favorable by using the fluid soundness evaluation apparatus of a present Example.

以上のように、本発明によれば、密度を計測する超音波の計測の際に超音波により対象の燃料油中に発生する疎密の影響を障壁により解消し、光学計測結果への影響がなく、その結果に応じた例えばディーゼルエンジン運転モードの変更を行うことで、燃焼室熱負荷増大による信頼性低下を未然に防ぎ、エンジンの信頼性を向上することができる。   As described above, according to the present invention, in the measurement of ultrasonic waves for measuring the density, the influence of the density generated in the target fuel oil by the ultrasonic waves is eliminated by the barrier, and there is no influence on the optical measurement result. For example, by changing the operation mode of the diesel engine according to the result, it is possible to prevent a decrease in reliability due to an increase in the combustion chamber thermal load, and to improve the reliability of the engine.

10A〜10F 流体健全性評価装置
12 容器
13 入射部
14 受光部
16 超音波速度計
17 障壁
21 光源
22 受光センサ
23 信号処理部
10A to 10F Fluid soundness evaluation apparatus 12 Container 13 Incident unit 14 Light receiving unit 16 Ultrasonic velocimeter 17 Barrier 21 Light source 22 Light receiving sensor 23 Signal processing unit

Claims (9)

被計測流体を収納する容器と、
該容器中の被計測流体中に、入射部と受光部とが相対向して設けられ、前記受光部における光透過率を計測し、400〜1100nmの範囲の少なくとも2箇所以上の波長又は2箇所以上の波長領域の光又は蛍光を受光センサで計測し、その強度比から残炭素量(MCR)を求める残炭素量計測部と、
前記容器内に設けられ、前記被計測流体中の密度を計測する超音波速度計と、
前記残炭素量計測部と、前記超音波速度計との間に設けられた障壁とを具備することを特徴とする流体健全性評価装置。
A container for storing a fluid to be measured;
In the fluid to be measured in the container, the incident part and the light receiving part are provided opposite to each other, the light transmittance in the light receiving part is measured, and at least two or more wavelengths in the range of 400 to 1100 nm or two places Measuring the light or fluorescence in the above wavelength region with a light receiving sensor, and determining the residual carbon amount (MCR) from the intensity ratio; and
An ultrasonic velocimeter provided in the container and measuring the density in the fluid to be measured;
A fluid soundness evaluation apparatus comprising a barrier provided between the residual carbon amount measuring unit and the ultrasonic velocimeter.
請求項1において、
前記被計測流体の導入ライン及び排出ラインと、前記容器とを保温する保温手段を有することを特徴とする流体健全性評価装置。
In claim 1,
An apparatus for evaluating fluid health, comprising a heat retaining means for retaining the introduction line and the discharge line of the fluid to be measured and the container.
請求項1又は2において、
前記被計測流体が容器底部から導入され、容器上部側から排出されることを特徴とする流体健全性評価装置。
In claim 1 or 2,
The fluid soundness evaluation apparatus, wherein the fluid to be measured is introduced from the bottom of the container and discharged from the upper side of the container.
請求項1乃至3のいずれか一つにおいて、
前記容器内に、被計測流体の導電率を計測する導電率センサ、又は被計測流体の誘電率を計測する誘電率センサを有することを特徴とする流体健全性評価装置。
In any one of Claims 1 thru | or 3,
A fluid soundness evaluation apparatus having a conductivity sensor for measuring a conductivity of a fluid to be measured or a dielectric constant sensor for measuring a dielectric constant of a fluid to be measured in the container.
請求項1乃至4のいずれか一つにおいて、
所定間隔を有して入射部と相対向して設けられた受光部の径が、入射部の径よりも大きいことを特徴とする流体健全性評価装置。
In any one of Claims 1 thru | or 4,
A fluid health evaluation apparatus, wherein a diameter of a light receiving portion provided opposite to an incident portion with a predetermined interval is larger than a diameter of the incident portion.
請求項1乃至5のいずれか一つにおいて、
前記相対向して設けられた入射部と受光部とを保持する保持部を有する容器に歪み計測手段を有することを特徴とする流体健全性評価装置。
In any one of Claims 1 thru | or 5,
A fluid soundness evaluation apparatus, comprising: a strain measuring means in a container having a holding portion for holding the incident portion and the light receiving portion provided to face each other.
請求項1乃至6のいずれか一つにおいて、
前記受光センサが分光器又は複数のフォトダイオードの何れかであることを特徴とする流体健全性評価装置。
In any one of Claims 1 thru | or 6,
The fluid soundness evaluation apparatus, wherein the light receiving sensor is either a spectroscope or a plurality of photodiodes.
請求項1乃至7のいずれか一つにおいて、
前記光源からの光を一部分岐し、その光量を計測する光源光量計測器を有することを特徴とする流体健全性評価装置。
In any one of Claims 1 thru | or 7,
An apparatus for evaluating fluid health, comprising: a light source light amount measuring device for partially branching light from the light source and measuring the light amount thereof.
被計測流体である例えば燃料を収納する容器と、
該容器中の被計測流体中に、入射部と受光部とが相対向して設けられ、前記受光部における光透過率を計測し、400〜1100nmの範囲の少なくとも2箇所以上の波長又は2箇所以上の波長領域の光又は蛍光を受光センサで計測し、その強度比から残炭素量(MCR)を求める残炭素量計測部と、
前記容器内に設けられ、前記被計測流体中の密度を計測する超音波速度計と、
前記残炭素量計測部と、前記超音波速度計との間に設けられた障壁とを具備する流体健全性評価装置と、
燃料F中の密度及び残炭素量(MCR)の値を求めた結果、予め求めた密度とMCRとの特性マップの健全性の範囲外の場合に、ディーゼルエンジン運転モードを変更させる制御装置とを具備することを特徴とするディーゼルエンジン燃料健全性制御システム。
A container for storing, for example, fuel that is a fluid to be measured;
In the fluid to be measured in the container, the incident part and the light receiving part are provided opposite to each other, the light transmittance in the light receiving part is measured, and at least two or more wavelengths in the range of 400 to 1100 nm or two places Measuring the light or fluorescence in the above wavelength region with a light receiving sensor, and determining the residual carbon amount (MCR) from the intensity ratio; and
An ultrasonic velocimeter provided in the container and measuring the density in the fluid to be measured;
A fluid soundness evaluation apparatus comprising a barrier provided between the residual carbon amount measuring unit and the ultrasonic velocimeter;
A control device for changing a diesel engine operation mode when the density and the amount of residual carbon (MCR) in the fuel F are determined, and are outside the range of soundness of the characteristic map of the density and MCR determined in advance. A diesel engine fuel soundness control system comprising:
JP2009043133A 2009-02-25 2009-02-25 Fluid soundness evaluating apparatus and diesel engine fuel soundness control system Withdrawn JP2010197250A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009043133A JP2010197250A (en) 2009-02-25 2009-02-25 Fluid soundness evaluating apparatus and diesel engine fuel soundness control system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009043133A JP2010197250A (en) 2009-02-25 2009-02-25 Fluid soundness evaluating apparatus and diesel engine fuel soundness control system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2010197250A true JP2010197250A (en) 2010-09-09

Family

ID=42822116

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009043133A Withdrawn JP2010197250A (en) 2009-02-25 2009-02-25 Fluid soundness evaluating apparatus and diesel engine fuel soundness control system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2010197250A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012141311A (en) * 2010-12-30 2012-07-26 Samsung Corning Precision Materials Co Ltd Apparatus for measuring transmissivity of patterned glass substrate
JP2014182025A (en) * 2013-03-19 2014-09-29 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Fuel component-measuring apparatus and method

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012141311A (en) * 2010-12-30 2012-07-26 Samsung Corning Precision Materials Co Ltd Apparatus for measuring transmissivity of patterned glass substrate
JP2014182025A (en) * 2013-03-19 2014-09-29 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Fuel component-measuring apparatus and method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106645002B (en) System for determining the concentration of a first fluid in a second fluid in a sample
US10132746B2 (en) Methane number calculation method and methane number measurement device
JP5358426B2 (en) Refined oil deterioration measuring device and refined oil deterioration measuring method
RU2004133038A (en) Borehole Refractometer and Spectrometer of Weakened Reflected Light and Method for Measuring the Refractive Index of Fluids
CN201689046U (en) Ultraviolet absorption COD monitor
Yuan et al. Quantitative carbon measurement in anthracite using laser-induced breakdown spectroscopy with binder
JPH0712723A (en) Device for measuring degradation degree of lubrication oil
CN103048291B (en) Micro-oil-containing and dustiness on-line analysis in water based on the loose refraction of CCD spectrometry
Trost et al. Characterization of four potential laser-induced fluorescence tracers for diesel engine applications
JP2010197250A (en) Fluid soundness evaluating apparatus and diesel engine fuel soundness control system
WO2010067806A1 (en) System for controlling soundness of diesel engine fuel and method for assessing soundness of diesel engine fuel
Zhao et al. A review of methods for measuring oil moisture
KR100469870B1 (en) Apparatus for Measuring Soot Content in Diesel Engine Oil in Real Time
JP5397548B2 (en) Fuel property detection device
Greszik et al. Laser-based diagnostics for the measurement of liquid water film thickness
JP2010156614A (en) Apparatus and method for measuring microcarbon residue
RU2669156C1 (en) Flow moisture meter
Karabegov Automatic differential prism refractometer for monitoring process liquids
CN106770193B (en) Device and method for detecting content of phosphorus-sulfur in edible vegetable oil
CN205080055U (en) Gas concentration measuring device
Tiwari et al. Fiber optic Raman sensor to monitor the concentration ratio of nitrogen and oxygen in a cryogenic mixture
RU2012134490A (en) METHOD AND DEVICE FOR QUANTITATIVE DETERMINATION OF THE CONTENT OF WAXES AND Wax-like SUBSTANCES IN REFINED VEGETABLE OILS
RU2320983C2 (en) Method and device for analyzing fuel
RU2296981C1 (en) Refractometer
CN106596433A (en) Water quality detection system provided with heating system

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20120501