JP2023070171A - 金属デブリセンサアセンブリを有するフィルター - Google Patents

Abstract

【課題】流体流から粒子を濾過するための新規なフィルターを提供すること。【解決手段】フィルターは、フィルターメディアを有するフィルターエレメントと、金属デブリセンサアセンブリとを含む。金属デブリセンサアセンブリは、コアと、導電性ワイヤのコイルとを含む。コアは、第１の端部と、第２の端部と、第１の端部と第２の端部との間に介在する中間部とを有する。第１の端部は、測定領域が第１の端部と第２の端部との間に配置されるように第２の端部と離間した関係を成して配置される。導電性ワイヤのコイルは、コアの中間部の周囲に巻回される。コアは、電流がコイルを通過するときに測定領域内に磁場を生成するようになっている。フィルターエレメントのフィルターメディアの少なくとも一部分は、測定領域内に配置される。フィルターは、摩耗検出システムに組み込まれ、監視方法で使用され得る。【選択図】図１

Description

関連出願の相互参照

[0001]この特許出願は、２０２２年５月１３日に出願された「金属デブリセンサアセンブリを有するフィルター」と題する米国非仮特許出願第１７／７４４，５４７号に対する優先権の利益を主張し、この非仮特許出願は、２０２１年１１月７日に出願された「金属デブリセンサアセンブリを有するフィルター」と題する米国仮特許出願第６３／２７６，６５０号に対する優先権を主張するものであり、これらの非仮特許出願及び仮特許出願はそれらの全体が参照により本願に組み入れられる。

発明の背景

[0002]機械システム内で潤滑目的又は動力伝達のために使用される流体は、その動作時間にわたってシステムの機械部品からの摩耗粒子によって汚染され得る。そのような粒子は、破壊を引き起こす摩擦力及び／又は応力に晒される軸受、ギヤ、及び、他の金属部品などのシステムの構成部品が受ける摩耗によって生成される。

[0003]潤滑状態の監視は、これらの機械部品の健全性の診断及び予測評価に使用されてきた。油圧システム、潤滑システム、及び、他の流体システムにおけるデブリを評価することにより、異常な汚染物質侵入、加速された部品摩耗、差し迫った部品故障、及び／又は、流体破壊に関する貴重な情報を提供することができる。流体に含まれる金属粒子を監視することにより、機械部品の劣化を早期に警告することができる。そのようなデブリの検出は、システムで発生する摩耗の程度を判定するために、また、大量又は増大するデブリの存在による差し迫った故障を予測するためにも使用されてきた。

[0004]予測健全性監視（ＰＨＭ）システムは、エンジン健全性状態の判定、保守スケジュールの最適化、及び、全体的な飛行安全性評価に関し、航空機オペレータにとって益々重要になってきている。当技術分野では、摩耗のための部品のステムの監視を強化する更なる解決策を提供する必要がある。

[0005]この背景の説明は、読者を助けるためにもたらされているものであり、示された課題のいずれかが当該技術分野でそれ自体認識されたという指摘として解釈されるべきでないことが分かる。記載された原理は、幾つかの態様及び実施形態では、他のシステムに固有の問題を軽減することができるが、保護される技術革新の範囲は、添付の請求項によって規定されるものであり、本明細書中で言及される任意の特定の問題を解決するための任意の開示された特徴の能力によって規定されないことが分かる。

[0006]本開示は、一態様では、フィルターの実施形態に関する。一実施形態において、流体流から粒子を濾過するためのフィルターは、フィルターエレメントと金属デブリセンサアセンブリとを含む。フィルターエレメントはフィルターメディアを含む。金属デブリセンサアセンブリは、コアと、導電性ワイヤのコイルとを含む。

[0007]コアは、第１の端部と、第２の端部と、第１の端部と第２の端部との間に介在かする中間部とを有する。第１の端部は、測定領域が第１の端部と第２の端部との間に介在するように第２の端部と離間した関係を成して配置される。導電性ワイヤのコイルは、コアの中間部の周囲に巻回される。コアは、電流がコイルを通過するときに測定領域内に磁場を生成するようになっている。フィルターメディアの少なくとも一部分は測定領域内に配置される。

[0008]他の態様において、本開示は、摩耗検出システムの実施形態に関する。一実施形態において、複数の部品からなる部品システム内の部品の摩耗を監視するための摩耗検出システムは、流体流から粒子を濾過するためのフィルターと、コイル駆動回路と、インダクタンス測定回路とを含む。

[0009]フィルターは、フィルターエレメント及び金属デブリセンサアセンブリを含む。フィルターエレメントはフィルターメディアを含む。金属デブリセンサアセンブリは、コアと、導電性ワイヤの駆動コイルとを含む。コアは、第１の端部と、第２の端部と、第１の端部と第２の端部との間に介在する中間部とを有する。第１の端部は、測定領域が第１の端部と第２の端部との間に配置されるように第２の端部と離間した関係を成して配置される。導電性ワイヤの駆動コイルは、コアの中間部の周囲に巻回される。コアは、電流が駆動コイルを通過するときに測定領域内に磁場を生成するようになっている。フィルターメディアの少なくとも一部分は測定領域内に配置される。

[0010]コイル駆動回路は、駆動コイルと共に動作可能に配置構成され、駆動コイルに電流を選択的に供給するように構成される。インダクタンス測定回路は、インダクタンス測定回路のインダクタンス値を決定するように構成される。インダクタンス測定回路は、インダクタンス測定回路のインダクタンス値が測定領域内の磁気応答性デブリの量に基づいて可変であるように、金属デブリセンサアセンブリと共に動作可能に配置構成される。

[0011]他の実施形態において、部品システム内の部品の摩耗を監視するためのオンボード型摩耗検出システムは、移動機械上に配置される。オンボード型摩耗検出システムは、流体供給源と、ポンプと、部品と、流体流から粒子を濾過するためのフィルターと、コイル駆動回路と、インダクタンス測定回路とを含む。

[0012]ポンプは、流体供給源と流体連通している。ポンプは、流体供給源からの流体をポンプ内に引き込み、そこから流体流を排出するように構成される。部品は、ポンプと流体連通してそこから流体流を受ける。フィルターは、ポンプ及び部品と流体連通している。フィルターは、流体流がフィルターを通過するように部品とポンプとの間に介在する。

[0013]フィルターは、フィルターエレメント及び金属デブリセンサアセンブリを含む。フィルターエレメントはフィルターメディアを含む。金属デブリセンサアセンブリは、コアと、導電性ワイヤの駆動コイルとを含む。コアは、第１の端部と、第２の端部と、第１の端部と第２の端部との間に介在する中間部とを有する。第１の端部は、測定領域が第１の端部と第２の端部との間に配置されるように第２の端部と離間した関係を成して配置される。導電性ワイヤの駆動コイルは、コアの中間部の周囲に巻回される。コアは、電流が駆動コイルを通過するときに測定領域内に磁場を生成するようになっている。フィルターメディアの少なくとも一部分は測定領域内に配置される。

[0014]コイル駆動回路は、駆動コイルと共に動作可能に配置構成され、駆動コイルに電流を選択的に供給するように構成される。インダクタンス測定回路は、インダクタンス測定回路のインダクタンス値を決定するように構成される。インダクタンス測定回路は、インダクタンス測定回路のインダクタンス値が測定領域内の磁気応答性デブリの量に基づいて可変であるように、金属デブリセンサアセンブリと共に動作可能に配置構成される。

[0015]更に他の態様において、本開示は、監視方法の実施形態に関する。一実施形態において、部品システム内の部品の摩耗を監視する方法は、部品からの金属粒子が流体に同伴されるように部品を流体と接触させることを含む。流体は、フィルターエレメントのフィルターメディアを通過する流れ方向で通される。

[0016]金属デブリセンサアセンブリは、流れ方向に対して上流側のフィルターメディア部分をその中に含む測定領域内に磁場を生成するように動作される。金属デブリセンサアセンブリは、コアと、導電性ワイヤの駆動コイルとを含む。コアは、第１の端部と、第２の端部と、第１の端部と第２の端部との間に介在する中間部とを有する。第１の端部は、測定領域が第１の端部と第２の端部との間に配置されるように第２の端部と離間した関係を成して配置される。導電性ワイヤの駆動コイルは、コアの中間部の周囲に巻回される。金属デブリセンサを動作させることは、駆動コイルを含むコイル駆動回路を介して導電性ワイヤの駆動コイルに電流を通過させることを含む。

[0017]インダクタンス測定回路のインダクタンス値が決定される。インダクタンス測定回路は、インダクタンス測定回路のインダクタンス値が測定領域内の磁気応答性デブリの量に基づいて可変であるように、金属デブリセンサアセンブリと共に動作可能に配置構成される。部品の摩耗特性がインダクタンス値に基づいて決定される。

[0018]他の実施形態において、金属粒子に関して流体を監視する方法は、フィルターエレメントのフィルターメディアを通過する流れ方向で流体を通すことを含む。金属デブリセンサアセンブリは、流れ方向に対して上流側のフィルターメディア部分をその中に含む測定領域内に磁場を生成するように動作される。金属デブリセンサアセンブリは、コアと、導電性ワイヤの駆動コイルとを含む。コアは、第１の端部と、第２の端部と、第１の端部と第２の端部との間に介在する中間部とを有する。第１の端部は、測定領域が第１の端部と第２の端部との間に配置されるように第２の端部と離間した関係を成して配置される。導電性ワイヤの駆動コイルは、コアの中間部の周囲に巻回される。金属デブリセンサを動作させることは、駆動コイルを含むコイル駆動回路を介して導電性ワイヤの駆動コイルに電流を通過させることを含む。

[0019]インダクタンス測定回路のインダクタンス値が決定される。インダクタンス測定回路は、インダクタンス測定回路のインダクタンス値が測定領域内の磁気応答性デブリの量に基づいて可変であるように、金属デブリセンサアセンブリと共に動作可能に配置構成される。測定領域内の磁気応答性デブリの量は、インダクタンス値に基づいて決定される。

[0020]開示された原理の更なる及び別の態様及び特徴は、以下の詳細な説明及び添付図面から理解できる。理解されるように、本明細書に開示されるフィルター、摩耗検出システム、及び、監視方法は、他の異なる実施形態で実行及び使用することができ、様々な点で修正することができる。したがって、前述の一般的な説明及び以下の詳細な説明がいずれも、単なる典型的で説明的なものにすぎず、添付の特許請求の範囲を限定するものではないことが理解されるべきである。

本開示の原理に従って構成される金属デブリセンサアセンブリの一実施形態を含む、本開示の原理に従って構成されるフィルターの一実施形態の斜視図である。 図１のフィルターの分解図である。 本開示の原理に従って構成される金属デブリセンサアセンブリの一実施形態の一実施形態の斜視図である。 図３の金属デブリセンサアセンブリの平面図である。 図１のフィルターのハウジング及びハウジング内に設置された図３の金属デブリセンサアセンブリの部分斜視図である。 フィルターのフィルターメディアの少なくとも一部分が金属デブリセンサアセンブリのコアの端部によって画定された測定領域内に配置され、コアの中間部がフィルターエレメントを概ね取り囲むように、ハウジング内に設置された金属デブリセンサアセンブリを示す、図１のフィルターの部分斜視図である。 例示目的のためにハウジングの一部分が取り外された図１のフィルターの部分立面図である。 例示目的のためにハウジングの一部分が取り外されるとともに、金属デブリセンサアセンブリのコアによって画定される測定領域を通過する流体流路を示す、図１のフィルターの部分立面図である。 電源に接続された本開示の原理に従って構成される金属デブリセンサアセンブリの一実施形態を含む、本開示の原理に従って構成されるフィルターの一実施形態の概略図である。 本開示の原理に従って構成される金属デブリセンサアセンブリのためのコアの一実施形態の斜視図である。 図１０のコアの平面図である。 例示目的のためにハウジングの一部分が取り外されるとともに、図３のコアと図１０のコアとの相対的な配置を示す、本開示の原理に従って構成されるフィルターの斜視図である。 例示目的のためにハウジングの一部分が取り外されるとともに、図３のコアと図１０のコアとの相対的な配置を示す、本開示の原理に従って構成されるフィルターの斜視図である。 駆動コイルを有するコイル駆動回路とピックアップコイルを有するインダクタンス測定回路とを含む、本開示の原理に従って構成される金属デブリセンサアセンブリの一実施形態の概略図である。 駆動コイルを有するコイル駆動回路と一対のピックアップコイルを有するインダクタンス測定回路とを含む、本開示の原理に従って構成される金属デブリセンサアセンブリの一実施形態の概略図である。 コイル駆動回路と、共通コイルを有するインダクタンス測定回路と、インダクタンス測定基準回路とを含む、本開示の原理に従って構成される金属デブリセンサアセンブリの一実施形態の概略図である。 駆動コイルを有するコイル駆動回路と、ピックアップコイルを有するインダクタンス測定回路と、インダクタンス測定基準回路とを含む、本開示の原理に従って構成される金属デブリセンサアセンブリの一実施形態の概略図である。 駆動コイルを有するコイル駆動回路と、一対のピックアップコイルを有するインダクタンス測定回路と、インダクタンス測定基準回路とを含む、本開示の原理に従って構成される金属デブリセンサアセンブリの一実施形態の概略図である。 本開示の原理に従って構成される金属デブリセンサシステムの一実施形態を含むオンボード型摩耗検出システムの一実施形態の概略図である。

[0039]図面が必ずしも原寸に比例しているとは限らず、また、開示される実施形態が概略的に且つ部分的に示されることが理解されるべきである。場合によっては、この開示の理解のために必要でない又は他の細部の認識を困難にする詳細については省略される場合がある。この開示が本明細書中に示される特定の実施形態に限定されないことが理解されるべきである。

[0040]本開示の原理に従って構成されるフィルターの実施形態は、流体システム内の部品の摩耗を検出するために本開示の原理に従って構成される摩耗検出システムの実施形態と共に使用されるようになっている。本開示の原理に従って構成されるフィルター及び摩耗検出システムの実施形態は、本開示の原理に従って流体を監視する方法の実施形態で使用され得る。

[0041]実施形態において、本開示の原理に従って構成されるフィルターは、フィルターエレメントと、金属デブリセンサアセンブリと、ハウジングとを含む。実施形態において、フィルターエレメントは、システム内で生成された金属デブリ粒子を捕捉するように構成されるフィルターメディアを含む。金属デブリセンサアセンブリは、フィルターメディア２９の測定領域内に収集される金属デブリが金属デブリセンサアセンブリに関連するインダクタンス測定回路にインダクタンス変化を与えるように取り付けられ得る。この誘導変化を経時的に追跡して、測定領域内に収集される累積摩耗デブリを決定することができる。測定領域内のデブリを周波数解析技術を介して精査して、測定領域内のデブリ材料のタイプを決定することもできる。

[0042]実施形態において、摩耗検出システムは、フィルターと、コイル駆動回路と、インダクタンス測定回路とを含む。フィルターは、フィルターエレメント及び金属デブリセンサアセンブリを含む。金属デブリセンサアセンブリは、コアと、コアの周囲に巻回される導電性ワイヤとを含むことができ、それにより、コイル駆動回路を介してワイヤに電流が流されると、測定領域内を含めて、磁場がコアを介して生成される。コアは、測定領域を画定するギャップをその構造内に有するような形状である。金属デブリセンサアセンブリは、フィルターメディアの少なくとも一部分が測定領域に配置されるように、フィルターエレメントと共に配置され得る。測定領域内のフィルターメディアが金属デブリを収集すると、インダクタンス測定回路によって測定されるインダクタンスが、測定領域に収集される磁気応答性デブリの質量に比例して変化する。

[0043]本開示の原理に従って構成される摩耗検出システムの実施形態では、導電性ワイヤのコイルがコイル駆動回路に接続される。実施形態では、コイル駆動回路が外部電源に接続される。実施形態において、インダクタンス測定回路は、インダクタンス測定回路のインダクタンスの値を測定するように構成されるインダクタンス測定システムを備える。実施形態において、コイル駆動回路及びインダクタンス測定回路は、両方の機能を果たす同じ回路を備える。

[0044]実施形態において、金属デブリセンサアセンブリは、駆動コイルであるコイルと、金属デブリセンサアセンブリの感度を高めるための少なくとも１つの二次ピックアップコイルとを備えることができる。駆動コイルはコイル駆動回路を介して外部電源に接続され、二次ピックアップコイルはインダクタンス測定システムに接続される。

[0045]実施形態において、インダクタンス信号は、インダクタンス測定回路から、持続性コンピュータ可読媒体に格納されたセンサデブリ検出プログラムでプログラムされたプロセッサに送信されて、摩耗特性を生成し、及び／又は、測定領域に蓄積された磁気応答性デブリの量を決定する。実施形態において、センサデブリ検出プログラムは、デブリ発生率を決定するように構成される。実施形態では、摩耗特性及び／又はデブリ発生率を所定の閾値レベルと比較することができ、プロセッサは、ユーザインタフェース装置を介して警告信号又は保守警告を発するように構成され得る。センサデブリ検出プログラムは、デブリ材料周波数応答解析を行って、磁気応答性デブリを生成する部品システムのうちの少なくとも１つの部品を識別し、及び／又は、磁気応答性デブリを識別するように構成することができる。本開示の原理に従って構成される摩耗検出システムの実施形態において、摩耗検出システムは、本開示の原理に従って構成される１つ以上のフィルター、例えば、監視されている部品の上流側の位置にあるフィルターと、部品の下流側の位置にある他のフィルターとを含むことができる。

[0046]本開示の原理に従って構成されるフィルターの実施形態は、本開示の原理に従って構成されて例えば航空機などの移動機械に設置されるオンボード型摩耗検出システムなどの移動機械環境で使用することができるが、システム摩耗監視が望まれる他の産業用途で使用することもできる。本開示の原理に従って構成されるフィルターの実施形態は、１つ以上の部品の摩耗に基づいて経時的に金属デブリを生成する傾向がある油圧又は潤滑油用途で使用される流体流から粒子を濾過するために使用され得る。本開示の原理に従って構成されるフィルターの実施形態は、その保守寿命にわたって部品を監視するために使用され得る。

[0047]この詳細な説明は、本発明の例示的な実施形態を提供することが理解され得る。本発明の他の実施形態は、この詳細な説明の実施形態とは詳細に異なり得るため、詳細な説明は、その時点で論じられている特定の実施形態を参照することを意図しており、本発明の範囲に関してより一般的に限定することを意図するものではない。

[0048]ここで図を参照すると、フィルターエレメント２６を含む本開示の原理に従って構成されるフィルター２５の一実施形態が図１及び図２に示される。図示の実施形態において、フィルター２５は、フィルターエレメント２６と、本開示の原理に従って構成される金属デブリセンサアセンブリ２７と、ハウジング２８とを含む。フィルター２５は、流体流又は流れから粒子を濾過するように構成される。

[0049]図２を参照すると、フィルターエレメント２６（「円筒形パック」とも呼ばれる）は、円筒形であり、該フィルターエレメントを通る流体流に応じて材料を濾過するようになっている。図示のフィルターエレメント２６は、フィルターメディア２９と、第１のエンドキャップ３０と、第２のエンドキャップ３１と、螺旋状ラップ３２とを含む。

[0050]フィルターエレメント２６は、第１の軸線方向端部と第２の軸線方向端部との間で長手方向軸線に沿って延びる。フィルターエレメント２６は、内部通路を画定する内面を有する。フィルターエレメント２６の外面は、外側円筒形表面積を画定する。当業者であれば分かるように、他の実施形態において、フィルターエレメント２６は、例えば、楕円形、正方形、三角形、六角形などの非円形の外周を有する断面を有する非円筒形を含む異なる形状を有することができる。

[0051]第１及び第２のエンドキャップ３０、３１（「アダプタ」とも呼ばれる）は、フィルターエレメント２６の第１の軸線方向端部及び第２の軸線方向端部にそれぞれ固定されて、それらの間に流体密なシールを形成する。エンドキャップ３０，３１はそれぞれフィルターエレメント２６の端部をシールする。実施形態において、第１のエンドキャップ３０及び第２のエンドキャップ３１の少なくとも一方は、フィルターエレメント２６の内部通路（図２参照）と流体連通する開口を画定する。ラップ３２は、フィルターエレメント２６の外面の周りに螺旋状に巻き付けられ、特に流体流の方向が内部通路から円筒形パックの外部に向かう用途において、使用中にフィルターエレメント２６の構造的形状を維持するのを助けるように構成され得る。他の実施形態では、ラップ３２は省略することができる。

[0052]本開示の原理に従って構成されるフィルター２５の実施形態において、フィルターエレメント２６は、その軸線方向端部の一方又は両方にエンドキャップ３０，３１を備える。エンドキャップ３０，３１は、ブラインド又は開放エンドキャップとすることができ、フィルター条件に適した材料、及びエンドキャップ３０，３１が接合されるようになっているフィルター２５の構成要素の他の材料から形成され得る。実施形態では、エンドキャップ３０，３１がフィルターエレメント２６に取り付けられる。従来の技術を使用して、例えば、ポリキャップ又はスピン溶接によって、又はエポキシを使用することによって、エンドキャップ３０，３１をフィルターエレメント２６に取り付けることができる。

[0053]実施形態において、フィルターメディア２９は、流体流から粒子を濾過するように構成される。実施形態では、任意の適切なフィルターメディア２９を、本開示の原理に従って構成されるフィルター２５に使用することができ、濾過されるように意図された流体及び所望の濾過特性に従って選択することができる。フィルターメディア２９は、潤滑油、作動油、液体燃料などの様々な流体流を濾過するために使用することができる。

[0054]実施形態において、フィルターメディア２９は、膜、多孔質フィルム又は繊維シートもしくは塊を含むことができ、それは、均一又は傾斜した細孔構造及び任意の適切な有効細孔構造、例えば、細孔径、細孔等級又は細孔直径を有し得る。フィルターメディア２９は、天然又は合成ポリマー又はガラスなどの任意の適切な材料から形成することができる。フィルターメディア２９は単一層を含んでもよく、又はフィルターメディア２９は所望の厚さになるように互いに重ねて配置された同じメディアの複数の層を含んでもよい。更に、フィルターメディア２９は、異なるフィルター特性を有する２つ以上の層を含むことが可能であり、例えば、一方の層が第２の層のためのプレフィルターとして機能する。実施形態では、フィルターエレメント２６は、フィルターメディア２９として機能する細孔の中心領域と、排水層として機能する粗孔の上流及び／又は下流領域とを有する単一の一体型多孔質シートを含む幾つかの一体領域を含む。

[0055]メッシュは、フィルターメディア２９が繊維質レイダウンメディアである場合、排水層として特に適している。一方、フィルターメディア２９が膜である場合、織物は通常メッシュよりも滑らかであり、フィルター複合体の隣接する層の摩耗が少ないため、織布又は不織布が排水層としての使用により適し得る。

[0056]実施形態では、フィルターエレメント２６は、内部通路内に同軸に配置されて当業者によく知られている円筒形コアを含むことができる。コアは、コアの軸線方向中心孔から径方向外側又はコアの外側から径方向内側のいずれかに流体流が中心孔に通過することを可能にするために、規則的なパターンで互いに離間した関係で配置された複数の開口を画定する。実施形態において、コアは、当業者によって理解されるように、従来の設計であること、及び意図された用途に十分な強度を有し、濾過されるように意図された流体と適合する任意の材料から作製されることを含む、任意の適切な構造を有することができる。

[0057]図１を参照すると、金属デブリセンサアセンブリ２７は、コア３３と、導電性ワイヤ３４のコイルとを含む。コア３３は、第１の端部３５と、第２の端部３６と、第１の端部３５と第２の端部３６との間に介在する中間部３７とを有する。「第１の」及び「第２の」などの表記は、便宜的な参照のためだけのものであり、限定ではなく、特定の部分の表記は、その構造又は動作を変えることなく変更することができることを理解すべきである。第１の端部３５は、測定領域３８が第１の端部３５と第２の端部３６との間に配置されるように、第２の端部３６と離間した関係を成して配置される。測定領域３８は、第１の端部３５と第２の端部３６との間に画定された開放領域である。コア３３は、フィルターエレメント２６のフィルターメディア２９が測定領域３８内に配置されるように、フィルターエレメント２６と共に配置される。コア３３の中間部３７の周囲には導電性ワイヤ３４のコイルが巻回される。コア３３は、電流がコイル３４を通過するときに測定領域３８内に磁場を生成するようになっている。実施形態において、測定領域３８は、測定領域３８内の磁気的に感受性のある対象粒子を捕捉するように構成されたフィルターメディア２９の少なくとも一部分内に配置することができる。図示の実施形態において、コイル３４は、駆動コイルであり、インダクタンスを決定するためにインダクタンス測定システムによって使用される。

[0058]コア３３は、第１の端部３５と第２の端部３６との間に測定領域３８を画定する、意図する用途に応じた任意の適切な形状とすることができる。実施形態では、コア３３が略Ｃ字形である。実施形態では、コア３３が湾曲した「Ｃ」又はブロック「Ｃ」であり得る。実施形態において、コア３３は、本明細書に記載のフィルター２５に設置することができるような形状である。実施形態では、コア３３は、任意の適切な手段によって特定のフィルターに設置される。

[0059]中間部３７は、意図される用途に応じて任意の適切な形状とすることができる。適切な形状は、トロイダル形状を含む。実施形態では、中間部３７は、トロイダルセグメントである。実施形態では、コア３３の断面又は直径は、その長さにわたって実質的に一定である。実施形態では、コア３３は、端部３５、３６で先細になるまでその長さにわたって実質的に一定である。実施形態では、第１の端部３５及び第２の端部３６は、測定領域３８がコアの第１の端部３５と第２の端部３６との間の最短距離となるように先細にすることができる。

[0060]実施形態では、コア３７の中間部は、主コア平面Ｐに沿って配置され、第１の端部３５及び第２の端部３６は、中間部３７からそれぞれの傾斜軸線Ｉに沿って延び、傾斜軸線Ｉは、主コア平面Ｐと非平行な関係にある（例えば、図３及び図７を参照されたい）。実施形態では、主コア平面Ｐと傾斜軸線Ｉとは、それらの間にそれぞれの鋭角γを画定する。幾つかの実施形態において、鋭角γは、５度より大きい（例えば、５度より大きい、１５度より大きい、２５度より大きい、３５度より大きい、４５度より大きい、５５度より大きい、６５度より大きい、７５度より大きい、又は８５度より大きい）。幾つかの実施形態において、鋭角γは、９０度未満である（例えば、鋭角は、９０度未満、８０度未満、７０度未満、６０度未満、５０度未満、４０度未満、３０度未満、２０度未満、又は１０度未満である）。実施形態では、鋭角γは、５度より大きく９０度よりも小さい。他の実施形態では、図１０及び図１１に示すように、第１の端部２３５及び第２の端部２３６並びに中間部２３７は実質的に同一平面上にある。

[0061]コア３３は、本明細書に記載の意図された目的のための任意の適切な材料を含むことができる。例えば、コア３３は、意図された目的に従って金属デブリを検出するのに適した導電性、透磁率、及び保磁力を有する任意の材料を含むことができる。また、コア３３は、導電性金属のみのコイルの磁場を超えて測定領域３８内の磁場を増幅し、その意図された用途のために測定領域３８内に十分な磁束密度を与えるように、十分な磁化率を有する材料を含むことができる。

[0062]実施形態では、コア３３は、フェライトなどの軟質磁石を含む。実施形態では、コア３３は、適切な残留磁気（すなわち、外部磁場が存在しない場合に高度に磁化されたままである）を有する材料を含む。実施形態では、コア３３は、磁石フェライト、強磁性アモルファス金属合金、ニッケル鉄合金、電磁鋼、粉末金属、フェライト系ステンレス鋼、及びマルテンサイト系ステンレス鋼のうちの少なくとも１つを含む。実施形態では、コア３３は、磁石フェライト、強磁性アモルファス金属合金、ニッケル鉄合金、電気鋼、粉末金属、フェライト系ステンレス鋼、及びマルテンサイト系ステンレス鋼のうちの少なくとも２つ、少なくとも３つ、少なくとも４つ、少なくとも５つ、少なくとも６つ、又は７つ全てを含む。実施形態では、コア３３は、マンガン－亜鉛フェライト及びニッケル－亜鉛フェライトの少なくとも一方を含む。実施形態では、コア３３は、マンガン－亜鉛フェライト又はニッケル－亜鉛フェライトを含む。実施形態では、コア３３は、マンガン－亜鉛フェライト及びニッケル－亜鉛フェライトを含む。実施形態では、コア３３は、（ｉ）ホウ素、ケイ素、及びリンのうちの少なくとも１つ、並びに（ｉｉ）鉄、ニッケル、及びコバルトのうちの少なくとも１つを含む強磁性アモルファス金属合金を含む。実施形態では、コア３３は、（ｉ）ホウ素、ケイ素、及びリンのうちの少なくとも２つ、並びに（ｉｉ）鉄、ニッケル、及びコバルトのうちの少なくとも２つを含む強磁性アモルファス金属合金を含む。実施形態では、コア３３は、（ｉ）ホウ素、ケイ素、及びリン、並びに（ｉｉ）鉄、ニッケル、及びコバルトを含む強磁性アモルファス金属合金を含む。

[0063]実施形態では、コア３３は、最大６．５重量％のケイ素、最大０．５重量％のマンガン、最大０．５重量％のアルミニウムを含む鉄合金を含有する。例えば、幾つかの実施形態では、コア３３は、最大６．５重量％のケイ素（例えば、最大０．５重量％、最大１．０重量％、最大１．５重量％、最大２．０重量％、最大２．５重量％、最大３．０重量％、最大３．５重量％、最大４．０重量％、最大４．５重量％、最大５．０重量％、最大５．５重量％、最大６．０重量％、又は最大６．５重量％）を含む鉄合金を含有する。実施形態では、コア３３は、最大０．５重量％のマンガン（例えば、最大０．１重量％、最大０．２重量％、最大０．３重量％、最大０．４重量％、又は最大０．５重量％）を含む鉄合金を含む。実施形態では、コア３３は、最大０．５重量％のアルミニウム（例えば、最大０．１重量％、最大０．２重量％、最大０．３重量％、最大０．４重量％、又は最大０．５重量％）を含む鉄合金を含有する。

[0064]実施形態では、コア３３は、粉末鉄、粉末カルボニル鉄、及び粉末水素還元鉄のうちの少なくとも１つを含む。実施形態では、コア３３は、粉末鉄、粉末カルボニル鉄、及び粉末水素還元鉄のうちの少なくとも２つを含む。実施形態では、コア３３は、粉末鉄、粉末カルボニル鉄、及び粉末水素還元鉄を含む。

[0065]実施形態では、コア３３は、複雑な形状であってもよく、ステンレス鋼で作製されてもよく、ミル又は旋盤などの当業者に知られている任意の適切な手段によって成形することができる。他の実施形態では、コア３３は、単純な形状であってもよく、フェライトセラミックで作製されてもよく、焼結及び研削などの当業者に知られている任意の適切な手段によって成形することができる。

[0066]実施形態では、導電性ワイヤ３４のコイルは、コア３７の中間部の周囲に巻回される。コア３３は、電流がコイルを通過するときに測定領域３８内に磁場を生成するようになっている。実施形態では、ワイヤ３４はコア３３の一部分の周りに巻き付けられる。当業者には理解されるように、本明細書に記載の原理に従って磁場を生成する目的で、任意の適切な導電性ワイヤ３４をコイルに使用することができる。

[0067]実施形態では、コイル３４は、コア３３内に磁束密度を誘導するために、コア３３の材料の周りにしっかりと巻かれたワイヤコイルである。実施形態では、コイル状ワイヤ３４の各端部は、コイル駆動回路に接続するのに十分な長さを有する。実施形態では、コイル駆動回路は、電源及びインダクタンス測定システムに接続される。印加される電流の入力電力及び周波数を制御することができる任意の適切な電源を金属デブリセンサアセンブリに使用することができる。実施形態では、電源はＡＣ電源を含むことができる。他の実施形態では、電源は、センサコイル３４に電力を供給するために使用されるファンクションジェネレータ又はＤＣ－ＡＣコンバータと組み合わせたＤＣ電源を含むことができる。本明細書に記載の金属デブリセンサアセンブリでは、任意の適切なインダクタンス測定システムを使用することができる。

[0068]実施形態では、コア３３は、ワイヤコイル内の導電性ワイヤの複数の（すなわち、１つより多い、２つより多い、又は３つより多い）層に巻かれる。実施形態では、導電性ワイヤの複数の層は、単一の（すなわち、１）層よりも強い磁場又はより高い磁気感度を提供する。

[0069]図１を参照すると、実施形態では、ハウジング２８は、フィルターエレメント２６及び金属デブリセンサアセンブリ２７の少なくとも一部分をその中に格納するために設けることができる。ハウジング２８は、例えば、アルミニウム、非金属材料、又は非磁気応答性材料などの任意の適切な材料から構成することができる。

[0070]図２を参照すると、実施形態では、ハウジング２８は、内面５３及び外面５４を含み、外面５４と内面５３との間に貫通路５５を画定する。内面５３は、フィルターエレメント２６を内部に収容するためのキャビティ５７を画定する。実施形態では、フィルター２５及びコア３３はそれぞれ、ハウジング２８のキャビティ５７内に少なくとも部分的に配置される。

[0071]図５に示すように、貫通路５５は、内面５３によって画定されてキャビティ５７と流体連通する内側開口５８を含む。貫通路５５の内側開口５８は、測定領域３８が内側開口５８と実質的に軸線方向に整列するように、コア３３の第１の端部３５と第２の端部３６との間に配置される。

[0072]実施形態では、ハウジング２８は金属を含み、コア３３の第１の端部３５及び第２の端部３６は、ハウジング２８の内面５３に対して離間した関係で配置される。実施形態では、金属デブリセンサアセンブリ２７は、ハウジング２８に嵌合するように構成され、フィルターコア、エンドキャップ、及びハウジングなどのフィルターエレメント２６の金属部品を回避しながら、断面に直交する中心線がフィルターメディア２９を通過するように、フィルターメディア２９の断面を通る流体流路及び測定領域３８への影響が最小限になるような幾何学的形状である。

[0073]図２を参照すると、本開示の原理に従って構成されたフィルター２５の別個の構成要素の実施形態が示される。図２は、フィルターエレメント２６、金属デブリセンサ２７、及びハウジング２８を示す。図２に示す図示の実施形態では、ハウジング２８は、ヘッド３９と、ハウジング２８を備えるように互いに接続することができる本体４０とを含む。実施形態では、ハウジング２８は、異なる構成を有することができ、及び／又は単一の構成要素又は３つ以上の構成要素から構成されることができる。

[0074]また、図２は、エレメントアダプタ４１も示す。エレメントアダプタ４１は、流体がフィルターエレメント２６の内部と連通するように、流体の供給源へのフィルター２５の流体接続を容易にするように構成される。

[0075]図３及び図４は、２つの異なる視点からの金属デブリセンサアセンブリ２７を示す。金属デブリセンサアセンブリ２７は、本明細書で説明するように、コア３３及び導電性ワイヤ３４のコイルを含む。

[0076]図５を参照すると、ハウジング２８の内部によって画定された溝５１の内側に配置された金属デブリセンサアセンブリ２７の一実施形態が示される。実施形態では、溝５１は、コア３３の中間部３７が溝内に配置され、コア３３の第１の端部３５及び第２の端部３６が溝からキャビティ内に突出することを可能にする形状及びサイズであり得る。実施形態では、コア３３の中間部３７は、当業者に知られているように、溝５１を適切なポッティングコンパウンドで充填することによってハウジング２８に固定することができる。実施形態では、ポッティングコンパウンドは、コア３３の中間部３７がポッティングコンパウンドに埋め込まれるように溝５１内に配置される。例示的な適切なポッティングコンパウンドは、エポキシ、ポリウレタン、又は当業者によって適切であることが知られている他の接着剤を含む。コア３３の中間部３７をハウジングに配置又は接着結合する意図された目的に従って、任意の適切なポッティングコンパウンドを使用することができる。他の実施形態では、コア３３は、当業者には理解されるように、適切な機械的接続を介してハウジングに取り付けることができる。

[0077]図６を参照すると、本開示の原理に従って構成されたフィルター２５が示される。金属デブリセンサアセンブリ２７は、フィルター２５のフィルターメディア２９の少なくとも一部分がコア３３の第１の端部３５と第２の端部３６との間の空間によって画定される測定領域３８内に配置されるように、ハウジング２８内に設置される。

[0078]また、図６は、ハウジング２８によって画定され、ハウジング２８のキャビティ内に配置された金属デブリセンサアセンブリへのアクセスを与えるためにハウジング２８の外面と内面との間に延びるセンサポート４２を示す。実施形態では、センサポート４２を使用して、金属デブリセンサアセンブリ２７をコイル駆動回路及びインダクタンス測定回路に関連付けることができる。実施形態では、ハウジング２８は、金属デブリセンサアセンブリ２７の外部電源及びインダクタンス測定システムへの電気的接続を容易にするために、異なる構成を有する１つ以上のセンサポートを画定することができる。図６及び図７を参照すると、金属デブリセンサアセンブリ２７は、フィルター２６のフィルターメディア２９の少なくとも一部分がコア３３の第１の端部３５と第２の端部３６との間に画定された測定領域３８内に配置されるように設置されて示される。

[0079]図８は、フィルターエレメント２６を通って移動する例示的な流体流路４３を示す。実施形態では、流体は、コア３３の第１の端部３５と第２の端部３６との間の空間によって画定される測定領域３８内に配置されたフィルター２５のフィルターメディア２９の一部分を通過することができる。

[0080]図９を参照すると、本開示の原理に従って構成されたフィルター１２５の概略図が示されており、フィルター１２５は、フィルターエレメント１２６と、本開示の原理に従って構成された金属デブリセンサアセンブリ１２７とを含む。

[0081]金属デブリセンサアセンブリ１２７は、コア１３３及び導電性ワイヤ１３４のコイルを含む。コア１３３は、第１の端部１３５と、第２の端部１３６と、第１の端部１３５と第２の端部１３６との間に介在する中間部１３７とを有する。第１の端部１３５は、測定領域１３８が第１の端部１３５と第２の端部１３６との間に配置されるように、第２の端部１３６と離間した関係で配置される。コア１３３は、フィルターエレメント１２６のフィルターメディア１２９が測定領域１３８内に配置されるように、フィルターエレメント１２６と共に配置される。コア１３３の中間部３７の周囲には、導電性ワイヤ１３４のコイルが巻回される。

[0082]金属デブリ粒子５９（金属粒子又は金属粒子又は磁気応答性デブリとしても記載される）を含む流体は、フィルターエレメント１２６のフィルターメディア１２９を通る流れ方向に通過する。フィルターエレメント１２６の少なくとも一部分は、コア１３３の第１の端部１３５と第２の端部１３６との間の測定領域１３８内に配置される。

[0083]実施形態では、金属デブリセンサアセンブリ１２７は、入力源及び出力源の両方としてコイル状ワイヤ１３４を利用する。実施形態では、このコイル１３４は駆動コイルである。実施形態では、駆動回路１６１及びインダクタンス測定回路１６２は両方とも駆動コイル１３４を含み、インダクタンス値は駆動コイル１３４を使用して決定される。図示の実施形態では、導電性ワイヤのコイル１３４の端部１６４，１６５は、金属デブリセンサアセンブリ１２７を外部電源１６７及びインダクタンス測定システム１６８に接続するために、駆動回路１６１及びインダクタンス測定回路１６２に取り付けられる。実施形態では、入力は、制御された電圧及び周波数の電流である。実施形態では、出力はインダクタンス測定回路のインダクタンス値である。

[0084]導電性ワイヤ１３４に電流を流すと、コア１３３及び測定領域１３８に磁界が誘起される。実施形態では、電流は、特定の電源電圧もしくは周波数、又は電源電圧もしくは周波数の組み合わせである。測定領域１３８内（すなわち、コア１３３の第１の端部１３５と第２の端部１３６との間）のフィルターメディア１２９は、金属デブリ５９を収集することができる。実施形態では、金属デブリ５９は、フェロ／フェリ／常磁性又は導電性のデブリである。金属デブリ５９が測定領域１３８内に集められると、インダクタンス変化が生じる。インダクタンス測定システム１６８は、インダクタンス測定回路のインダクタンス値を測定することができる。インダクタンスは、感知領域に収集された磁気応答性デブリ５９の質量に比例して変化し得る。

[0085]実施形態では、インダクタンス測定システム１６８は、持続性コンピュータ可読媒体１７０に含まれるセンサデブリ検出プログラムでプログラムされたプロセッサ１６９にインダクタンス信号を送信するように構成される。実施形態では、インダクタンス信号は、インダクタンス測定回路１６２のインダクタンス値に対応する。当業者によって理解されるように、本明細書に記載の目的に適した任意のプロセッサを使用することができる。

[0086]実施形態では、電源１６７は、コア材料のエネルギー損失（例えば、渦電流、磁化エネルギー貯蔵）を克服し、測定領域１３８にわたって磁場を生成するのに十分である。実施形態では、デブリインダクタンス値が既存の電界強度によって覆い隠される可能性がある材料及び形状に固有の電力閾値が存在し得る（すなわち、電界が強すぎて、少量のデブリがインダクタンス測定回路のインダクタンス値を大きく変化させない）。記載された電力範囲内では、一般に、電力の増大は、測定領域１３８においてより高い磁場強度をもたらす。実施形態では、記載された電力範囲の少なくとも一部分で動作する電源１６７が設けられる。

[0087]実施形態では、測定領域１３８内の磁場の大きさは、増大し、一方の分極方向（すなわち、ＤＣ場）に留まることができ、金属デブリ粒子の捕捉装置として使用される。実施形態では、デブリ粒子を磁気的に捕捉し、インダクタンス測定回路のインダクタンス値の変化を測定してデブリを検出するために、磁場を一定に保つことができる。

[0088]センサデブリ検出プログラムは、特定の入力における経時的なインダクタンス変化を比較することができるように、経時的にインダクタンス値を追跡するべく構成することができる。実施形態では、インダクタンス値は、インダクタンス測定システムによって少なくとも周期的に決定される。例えば、実施形態では、インダクタンス測定値は、測定領域１３８内のクリーンフィルターメディア１２９を用いて記録される。次いで、金属デブリ５９、例えば鉄粒子が測定領域１３８に導入され、別のインダクタンス測定値が記録される。これらの測定値の変化は、測定間の時間に蓄積された磁気応答性デブリの量と相関させることができる。

[0089]図１０及び図１１は、本開示の原理に従って構成された金属デブリセンサアセンブリの実施形態における使用に適したコア２３３の別の実施形態の２つの図を示す。図１０及び図１１のコア２３３は、コア１３３の中間部２３７と実質的に同一平面上にある第１の端部２３５及び第２の端部２３６を含む。

[0090]図１２及び図１３は、図３のコア３３及び図１０のコア２３３をそれぞれ含む一対の金属デブリセンサアセンブリ２７，２２７の相対的な配置の比較図を示す。図１０のコア２３３を含む金属デブリセンサアセンブリ２２７の実施形態では、コア２３３の中間部２３７は、コア２３３の第１の端部２３５及び第２の端部２３６と実質的に同一平面上にある。使用時には、１つの金属デブリセンサアセンブリが設けられることを理解すべきである。図１２及び図１３は、ハウジング２８内に設置されてフィルターエレメント２６と共に配置されたときの金属デブリセンサアセンブリ２７，２２７の構成及び位置の相対的な違いを単に示す。

[0091]図１４は、導電性ワイヤの駆動コイル３４４及びピックアップコイル３４５を含む、本開示の原理に従って構成された金属デブリセンサアセンブリ３２７の一実施形態の概略図を示す。ピックアップコイル３４５は、コア３３３の中間部３３７の周囲に巻回される。実施形態では、駆動コイル３４４は、コア３３３の中間部３３７に沿ってピックアップコイル３４５と実質的に重なり合わない関係にある。実施形態では、駆動コイル３４４（電力コイル又は入力コイル）は、適切なコイル駆動回路３４７（電力回路又は入力回路）を介して外部電源３４６に接続される。

[0092]実施形態では、コイル駆動回路とインダクタンス測定回路の両方に単一のコイルを備える金属デブリセンサアセンブリと比較して、金属デブリセンサアセンブリ３２７の感度を高めるために、ピックアップコイル３４５を使用してインダクタンス値が決定される。実施形態では、ピックアップコイル３４５（受動コイル又は出力コイル）は、駆動コイル３４４を含まないインダクタンス測定回路３４９を介してインダクタンス測定システム３４８に接続される。実施形態では、インダクタンス測定回路３４９のインダクタンス値は、コア３３３の第１及び第２の端部３３５，３３６間の測定領域３３８内の磁気応答性デブリの量に基づくピックアップコイル３４５に誘導される電流量に基づいて可変である。

[0093]図１５は、駆動コイル４４４と、導電性ワイヤの第１のピックアップコイル４４５と、導電性ワイヤの第２のピックアップコイル４４５’とを含む、本開示の原理に従って構成された金属デブリセンサアセンブリ４２７の一実施形態の概略図を示す。第１のピックアップコイル４４５及び第２のピックアップコイル４４５’は、図１５に示すように、いずれもコア４３３の中間部４３７の周囲に巻回される。駆動コイル４４４は、中間部４３７に沿って第１のピックアップコイル４４５及び第２のピックアップコイル４４５’の両方と実質的に重なり合わない関係にある。実施形態では、駆動コイル４４４は、コイル駆動回路４４７を介して外部電源４４６に接続される。

[0094]実施形態では、第１のピックアップコイル４４５及び第２のピックアップコイル４４５’は両方ともインダクタンス測定回路４４９を介してインダクタンス測定システム４４８に接続される。実施形態では、インダクタンス測定回路４４９は、第１のピックアップコイル４４５及び第２のピックアップコイル４４５’を含む。インダクタンス測定回路４４９のインダクタンス値は、測定領域４３８内の磁気応答性デブリの量に基づいて第１のピックアップコイル４４５に誘導される第１の電流量、及び測定領域４３８内の磁気応答性デブリの量に基づいて第２のピックアップコイル４４５’に誘導される第２の電圧量の少なくとも一方に基づいて可変である。インダクタンス値は、第１のピックアップコイル４４５及び第２のピックアップコイル４４５’の少なくとも一方を用いて決定することができる。

[0095]図１６は、コイル駆動回路７４７と、共通コイル７４４を有するインダクタンス測定回路７４９と、基準コイル７５１を有するインダクタンス測定基準回路７５０とを含む、本開示の原理に従って構成された金属デブリセンサアセンブリ７２７の別の実施形態の概略図を示す。

[0096]金属デブリセンサアセンブリ７２７は、コア７３３及び導電性ワイヤ７４４の共通コイルを含む。コア７３３は、フィルターエレメント７２６のフィルターメディア７２９が測定領域７３８内に配置されるように、フィルターエレメント７２６と共に配置される。コア７３３の中間部７３７の周囲には、導電性ワイヤ７３４のコイルが巻回される。

[0097]金属デブリ粒子（金属粒子又は金属粒子又は磁気応答性デブリとしても記載される）を含む流体は、フィルターエレメント７２６のフィルターメディア７２９を通る流れ方向で通過する。フィルターエレメント７２６の少なくとも一部分は、コア７３３の第１の端部７３５と第２の端部７３６との間の測定領域７３８内に配置される。

[0098]実施形態では、金属デブリセンサアセンブリ７２７は、入力源及び出力源の両方として共通コイル７４４を利用する。実施形態では、このコイル７４４は駆動コイルである。実施形態では、コイル駆動回路７４７及びインダクタンス測定回路７４９は両方とも駆動コイル７４４を含み、インダクタンス値は、インダクタンス測定基準回路７５０を参照して駆動コイル７４４を使用して決定される。図示の実施形態では、導電性ワイヤの共通コイル７４４は、第１のチャンネルを介して金属デブリセンサアセンブリ７２７を電源７４６及びインダクタンス測定システム７４８に接続するために、コイル駆動回路７４７及びインダクタンス測定回路７４９に取り付けられる。実施形態では、入力は、制御された電圧及び周波数の電流である。実施形態では、出力は、インダクタンス測定基準回路７５０を基準としたインダクタンス測定回路７４９のインダクタンス値である。

[0099]インダクタンス測定基準回路７５０は、インダクタンス測定回路７４９におけるインダクタンスの測定を助けるために使用される基準インダクタンス信号を生成するように構成される。実施形態では、インダクタンス測定基準回路７５０は、基準コイル７５１と、インダクタンス測定回路７４９のインダクタンス値に対する比較用の適切な基準インダクタンス信号を生成するように構成された任意の他の適切な構成要素とを含む任意の適切な回路７５０とすることができる。実施形態では、基準コイル７４４は、インダクタンス測定基準回路７５０を含む第２のチャンネルを介して電源７４６に接続される。実施形態では、基準コイル７５１は、コア７３３の測定領域７３８に対してオフセット関係に配置される。実施形態では、基準コイル７５１は、コア７３３の測定領域７３８に対してオフセット関係に配置され、コア７３３自体の周りには巻かれない。実施形態では、インダクタンス測定基準回路７５０の基準コイル７５１は、電源７４６の第２のチャンネルを介して給電することができる。

[0100]実施形態では、インダクタンス測定システム７４８は、第１のチャンネルを介してインダクタンス測定回路７４９からのインダクタンス信号と、第２のチャンネルを介してインダクタンス測定基準回路７５０からの基準インダクタンス信号とを、持続性コンピュータ可読媒体７７０に含まれるセンサデブリ検出プログラムでプログラムされたプロセッサ７６９に送信するように構成される。実施形態では、インダクタンス信号はインダクタンス測定回路７４９のインダクタンス値に対応し、基準インダクタンス信号はインダクタンス測定基準回路７５０のインダクタンス値に対応する。センサデブリ検出プログラムは、インダクタンス信号及び基準インダクタンス信号に基づくインダクタンス測定回路７４９のインダクタンス値及びインダクタンス測定基準回路７５０のインダクタンス値の両方を使用して、本開示の原理に従って他の実施形態に関連して前述した検出機能のいずれかを提供するように構成することができる。例えば、実施形態では、センサデブリ検出プログラムは、インダクタンス信号と基準インダクタンス信号との間の差を使用して前述した金属デブリ検出機能を提供するように構成することができる。当業者によって理解されるように、本明細書に記載の目的に適した任意のプロセッサを使用することができる。実施形態では、図１６の金属デブリセンサアセンブリ７２７は、他の点で図９の金属デブリセンサアセンブリ３２７と同様であり得る。

[0101]図１７は、駆動コイル８４４を有するコイル駆動回路８４７と、ピックアップコイル８４５を有するインダクタンス測定回路８４９と、基準コイル８５１を有するインダクタンス測定基準回路８５０とを含む、本開示の原理に従って構成された金属デブリセンサアセンブリ８２７の別の実施形態の概略図である。

[0102]ピックアップコイル８４５は、コア８３３の中間部８３７の周囲に巻回される。実施形態では、駆動コイル８４４は、コア８３３の中間部８３７に沿ってピックアップコイル８４５と実質的に重なり合わない関係にある。実施形態では、駆動コイル８４４（電力コイル又は入力コイル）は、コイル駆動回路８４７（電力回路又は入力回路）を含む第２のチャンネルを介して電源８４６に接続される。

[0103]実施形態では、コイル駆動回路とインダクタンス測定回路の両方に単一のコイルを含む金属デブリセンサアセンブリと比較して、金属デブリセンサアセンブリ８２７の感度を高めるために、ピックアップコイル８４５を使用してインダクタンス値が決定される。実施形態では、ピックアップコイル８４５（受動コイル又は出力コイル）は、駆動コイル８４４を含まないインダクタンス測定回路８４９を含む第１のチャンネルを介してインダクタンス測定システム８４８に接続される。実施形態では、インダクタンス測定回路８４９のインダクタンス値は、コア８３３の第１及び第２の端部８３５，８３６間の測定領域８３８内の磁気応答性デブリの量に基づいてピックアップコイル８４５に誘導される電流量に基づいて可変である。

[0104]インダクタンス測定基準回路８５０は、インダクタンス測定回路８４９におけるインダクタンスの測定を助けるために使用される基準インダクタンス信号を生成するように構成される。実施形態では、インダクタンス測定基準回路８５０は、基準コイル８５１と、インダクタンス測定回路８４９のインダクタンス値に対する比較用の適切な基準インダクタンス信号を生成するように構成された任意の他の適切な構成要素とを含む任意の適切な回路８５０とすることができる。実施形態では、基準コイル８５１は、インダクタンス測定基準回路８５０を含む第１のチャンネルを介して電源８４６に接続される。実施形態では、基準コイル８５１は、コア８３３の測定領域８３８に対してオフセット関係に配置される。実施形態では、基準コイル８５１は、コア８３３の測定領域８３８に対してオフセット関係に配置され、コア８３３自体の周りには巻かれない。実施形態では、インダクタンス測定基準回路８５０の基準コイル８５１は、電源７４６の異なるチャンネルを介して給電することができる。

[0105]実施形態では、インダクタンス測定システム８４８は、第１のチャンネルを介してインダクタンス測定回路８４９からのインダクタンス信号と、第２のチャンネルを介してインダクタンス測定基準回路８５０からの基準インダクタンス信号とを、持続性コンピュータ可読媒体８７０に含まれるセンサデブリ検出プログラムでプログラムされたプロセッサ８６９に送信するように構成される。基準インダクタンス信号をプロセッサ８６９に伝送する第２のチャンネルは、インダクタンス信号を伝送する第１のチャンネルとは別のチャンネルである。

[0106]実施形態では、インダクタンス信号はインダクタンス測定回路８４９のインダクタンス値に対応し、基準インダクタンス信号はインダクタンス測定基準回路８５０のインダクタンス値に対応する。センサデブリ検出プログラムは、第１の及び第２のチャンネルをそれぞれ介して受信されたインダクタンス信号及び基準インダクタンス信号に基づいて、インダクタンス測定回路８４９のインダクタンス値及びインダクタンス測定基準回路８５０のインダクタンス値の両方を使用して、本開示の原理に従って他の実施形態に関連して前述した検出機能のいずれかを提供するように構成することができる。例えば、実施形態では、センサデブリ検出プログラムは、インダクタンス信号と基準インダクタンス信号との間の差を使用して前述した金属デブリ検出機能を提供するように構成することができる。当業者によって理解されるように、本明細書に記載の目的に適した任意のプロセッサを使用することができる。実施形態では、図１７の金属デブリセンサアセンブリ８２７は、他の点で、図１４の金属デブリセンサアセンブリ３２７及び／又は図１６の金属デブリセンサアセンブリ７２７と同様であってもよい。

[0107]図１９は、駆動コイル９４４を有するコイル駆動回路９４７と、第１のピックアップコイル９４５及び第２のピックアップコイル９４５’を有するインダクタンス測定回路９４９と、基準コイル９５１を有するインダクタンス測定基準回路９５０とを含む、本開示の原理に従って構成された金属デブリセンサアセンブリ９２７の別の実施形態の概略図である。この点において、図１８の金属デブリセンサアセンブリ９２７は、他の点で、図１５の金属デブリセンサアセンブリ４２７及び／又は図１８の金属デブリセンサアセンブリ８２７と同様である。

[0108]本開示の原理に従って構成された摩耗検出システムの実施形態は、本明細書で説明される原理に従って構成されたフィルターの任意の実施形態を含むことができる。実施形態では、部品システム内の部品の摩耗を監視するための摩耗検出システムは、フィルターメディアを有する流体流から粒子を濾過するためのフィルターと、前述のように本開示の原理に従って構成された金属デブリセンサアセンブリとを含む。実施形態では、摩耗検出システムは、１つ以上の部品（すなわち、１つの部品、２つの部品、３つの部品、４つの部品、又は５つの部品）と、本開示の原理に従って構成された１つ以上のフィルター（すなわち、１つのフィルター、２つのフィルター、３つのフィルター、４つのフィルター、又は５つのフィルター）とを備える。

[0109]図１９を参照すると、本開示の原理に従って構成された摩耗検出システム５０１の一実施形態が示される。摩耗検出システム５０１は、上流フィルター５２５及び下流フィルター５２５’を含む。上流フィルター’及び下流フィルター５２５，５２５’は、実質的に同じ構造を有する。１つのフィルターのみを詳細に説明するが、他のフィルターも同様の構成を有することを理解されたい。実施形態では、フィルター５２５は、フィルターエレメント５２６と、本開示の原理に従って構成された金属デブリセンサアセンブリ５２７とを含む。図示の実施形態では、摩耗検出システム５０１は、移動機械に設置されたオンボード型摩耗検出システムとして構成される。本明細書に記載の方法で使用されるオンボード型摩耗検出システムは、例えば航空機（例えば、飛行機及びヘリコプター）、及び陸上を横断するように構成された機械などの任意の適切な移動機械に使用することができる。他の実施形態では、摩耗検出システムは、他の用途で実施することができ、他の構成を有することができる。

[0110]図１９を参照すると、摩耗検出システム５０１は、システム内の部品５０８の摩耗を監視するために使用することができる。実施形態では、そのような部品５０８は、ポンプ、変速機／ギヤ、又は熱交換器などの航空機潤滑油システム内の部品であり得る。しかしながら、本発明は、いかなる特定のシステムにも限定されず、本明細書に記載されるように部品５０８の摩耗を監視することができる任意のシステムで使用することができる。実施形態では、摩耗検出システム５０１は、移動機械のより大きな管理システムと動作可能に通信することができる。

[0111]図１９を参照すると、オンボード型摩耗検出システム５０１は、リザーバ５０２内に貯蔵された流体供給源と、第１の及び第２のポンプ５０３，５０３’と、監視されている少なくとも１つの部品５０８（例えば、変速機／ギヤ）と、流体流から粒子を濾過するための上流及び下流フィルター５２５，５２５’と、それぞれのコイル駆動回路５４７，５４７’と、各フィルター５２５，５２５’に関連するインダクタンス測定回路５４９，５４９’とを含む。書英領の流体５０２は、移動機械上に配置されることが当業者に知られている任意の適切な流体とすることができる。実施形態では、ポンプ５０３，５０３’はそれぞれ、リザーバ５０２に貯蔵することができる流体供給源と流体連通している。実施形態では、ポンプ５０３，５０３’は、流体供給源からの流体をポンプ５０３内に引き込み、そこから流体流を排出するように構成される。実施形態では、システム内の部品５０８は、ポンプ５０３と流体連通して流体流を受ける。他のポンプ５０３’は、潤滑油パイプラインから流体を引き込んで流体をリザーバ５０２に戻すのを助けるために設けることができる。

[0112]実施形態では、フィルター５２５，５２５’は、本明細書に記載の原理に従って構成されたフィルターの任意の実施形態とすることができる。実施形態では、オンボード型摩耗検出システム５０１は、それぞれのフィルター５２５，５２５’ごとに、本明細書に記載の原理に従って適切なコイル駆動回路５４７，５４７’及びインダクタンス回路５４９，５４９’を含むことができる。実施形態では、オンボード型摩耗検出システム５０１は、各フィルター５２５，５２５’に関連付けられた制御ユニット５０３，５０３’を更に備える。

[0113]図１９に示すように、実施形態では、コイル駆動回路５４７はファンクションジェネレータ５０４を含む。実施形態では、ファンクションジェネレータ５０４は、外部交流電源５４６によって給電される。実施形態では、ファンクションジェネレータ５０４は、可変周波数ＡＣ電流を供給するように構成される。コイル駆動回路５４７’は、実質的に同じ構成を有する。

[0114]実施形態では、インダクタンス測定回路５４９は、電圧、周波数、及びインダクタンスを測定及び計算するように構成された任意の適切なインダクタンス測定システム５４８を含む。図１９に示すように、実施形態では、インダクタンス測定回路５４９は、ＬＣＲメータ５０５を含むことができる。実施形態では、本明細書に記載の原理に従ってインダクタンス測定回路のインダクタンス、キャパシタンス、及び抵抗を決定する目的で、当業者には理解されるように、任意の適切なＬＣＲメータ５０５を使用することができる。インダクタンス測定回路５４９’は、実質的に同じ構成を有する。

[0115]実施形態では、制御ユニット５０３は、フィルター５２５に関連する金属デブリセンサアセンブリ５２７を選択的に動作させ、金属デブリセンサアセンブリ５２７から受信したインダクタンスデータを受信して解析するように構成される。図１９に示す実施形態では、実質的に同じ構造を有する上流及び下流フィルター５２５，５２５’に関連付けられた別個の制御ユニット５０３，５０３’がある。実施形態では、単一の制御ユニットを摩耗検出システム５０１の全てのフィルターに関連付けることができることを理解すべきである。

[0116]制御ユニット５０３は、プロセッサ５０６と、センサデブリ検出プログラムを記憶した持続性コンピュータ可読媒体５０７とを含む。プロセッサ５０６は、センサデブリ検出プログラム５０７のコイル駆動モジュールを介してプロセッサ５０６がコイル駆動回路５４７の動作を制御できるように、コイル駆動回路５４７と共に配置される。プロセッサ５０６は、インダクタンス測定回路５４９と電気的に通信して、インダクタンス測定回路５４９のインダクタンス値であるインダクタンス信号を受信する。実施形態では、インダクタンス値は、インダクタンス測定システム５４８によって測定される。

[0117]実施形態では、プロセッサ５０６は、センサデブリ検出プログラム５０７でプログラムされる。実施形態では、センサデブリ検出プログラム５０７は、摩耗特性決定モジュールを有する。実施形態では、摩耗特性決定モジュールは、インダクタンス信号に基づいて部品システム内の部品５０８の摩耗特性を決定するように構成される。実施形態では、摩耗特性は、金属デブリセンサアセンブリ５２７の測定領域内の磁気応答性デブリの量に関連する。

[0118]実施形態では、摩耗検出システム５０１は、データ記憶装置５０９を更に備える。データ記憶装置５０９は、プロセッサ５０６と通信している。実施形態では、データ記憶装置５０９は、各インダクタンス値が決定されたそれぞれの時間と相関するインダクタンス値のデータベースを有する。

[0119]実施形態では、センサデブリ検出プログラム５０７は、データ相互作用モジュールを有する。実施形態では、データ相互作用モジュールは、データベース５０９に問い合わせて、第１の時点で決定された第１のインダクタンス値及び第２の時点で決定された第２のインダクタンス値を選択するように構成される。実施形態では、第２の時間は第１の時間よりも前である。

[0120]実施形態では、センサデブリ検出プログラム５０７は、摩耗計算モジュールを含む。実施形態では、摩耗計算モジュールは、デブリ発生率を決定するように構成される。デブリ発生率は、２回目に検出された測定領域内の磁気応答性デブリの量に対する、１回目に金属デブリセンサアセンブリ５２７の測定領域内で検出された磁気応答性デブリの量の差を決定することによって決定することができる。磁気応答性デブリの量は、１回目及び２回目に測定されたインダクタンス回路５４９のインダクタンス値に基づく。

[0121]実施形態では、センサデブリ検出プログラム５０７は、特定の入力における経時的なインダクタンス変化を比較することができるように、経時的に出力インダクタンスを追跡するように構成される。例えば、インダクタンス測定値は、感知領域内の清浄なフィルターメディアを用いて記録される。次に、鉄粒子などの金属デブリがセンシングエリアフィルターメディアに導入され、別のインダクタンス測定値が記録される。これらの測定における変化又は「デルタ」は、測定間の時間に蓄積された磁気応答性デブリの量に相関させることができる。

[0122]実施形態では、制御ユニット５０３は、グラフィカルユーザインタフェースを表示するようになっている表示装置５１０を含む。任意の適切な表示装置及びグラフィカルユーザインタフェースを使用することができる。当業者は、本明細書に記載の原理に従って結果を表示する目的のための適切な表示装置及びグラフィカルユーザインタフェースを容易に理解し得る。実施形態では、センサデブリ検出プログラム５０７は、グラフィカルユーザインタフェースを介して表示装置５１０にデブリ生成データを表示するように構成されたインタフェースモジュールを含む。

[0123]実施形態では、センサデブリ検出プログラム５０７のインタフェースモジュールは、デブリ発生率が故障閾値を超える場合の警告信号、及び発生したデブリの量が保守閾値を超える場合の保守警告信号のうちの少なくとも一方を生成することができる。実施形態では、警告信号及び保守警告信号は、グラフィカルユーザインタフェースを介して生成される。実施形態では、警告信号及び保守警告信号は、表示装置に表示される。実施形態では、警告信号は、視覚的インジケータ（例えば、フラッシュライト）又は聴覚的インジケータ（例えば、可聴ビープ音）のうちの少なくとも１つを含む。実施形態では、警告信号は、保守追跡のために操作されるものなどのエンジンデータ解析ハブなどの遠隔装置に、又は遠隔オペレータ位置に伝達される。

[0124]実施形態では、センサデブリ検出プログラム５０７は、本明細書に記載のデブリ材料周波数応答解析を実行するように構成することができる部品識別モジュールを含む。図示のコイル駆動回路５４７は、交流電源５４６を介して可変周波数で電流を供給するように構成される。デブリ材料の周波数応答解析を使用して、磁気応答性デブリを生成する部品システムの少なくとも１つの部品を識別することができる。

[0125]実施形態では、ＡＣ電源５４６の周波数を変化させて、フィルターによって捕捉されたデブリが、例えば１００Ｈｚ未満などの所定の範囲又は１００Ｈｚ～５０００Ｈｚの範囲の周波数を有する測定可能な応答を有するかどうかを判定することができる。例えば、アルミニウムチップ（常磁性だが導電性）は、１００Ｈｚ未満の周波数で測定可能な応答を有することができるが、鉄チップ又はマグネタイトチップなどの強磁性デブリは、そのような周波数範囲で比較的低い応答の大きさを有することができる。強磁性デブリは、１００Ｈｚ～５０００Ｈｚの周波数範囲でより大きな測定可能な応答を有することができるが、アルミニウムチップは、その周波数範囲でより低い応答を有することができる。実施形態では、試験デブリの周波数、位置、及び質量を制御するときに、測定されたインダクタンス変化の差を追跡して、試験デブリの材料を識別するのを助けることができる。例えば、１００Ｈｚでは、鉄チップは、マグネタイトよりも大きなインダクタンス変化を生成する可能性がある。

[0126]実施形態では、部品システムにおける摩耗を監視する方法は、磁気応答性デブリを生成する部品システムの少なくとも１つの部品を識別するためにデブリ材料周波数応答解析を実行することを含む。実施形態では、デブリ材料の周波数応答解析を行ってデブリ材料を識別するために、（コア材料の磁気特性に基づいて）周波数範囲を確立して、その周波数範囲内で駆動回路入力ＡＣ電力周波数を変化させることができるようにし得る。所定の周波数における誘導応答の大きさは、デブリ材料を識別することができるように、デブリ材料の特性に対応することができる。実施形態では、デブリ材料特性はデータ記憶装置に記憶される。実施形態では、デブリ材料が識別され、摩耗が生じている部品システム内の部品の識別につながる。実施形態では、センサデブリ検出プログラムは、データ相互作用モジュールを有する。実施形態では、データ相互作用モジュールは、磁気応答性デブリを生成するシステムの少なくとも１つの部品を識別するためにデータベースに問い合わせるように構成される。

[0127]実施形態では、プロセッサは、本明細書に記載のセンサデブリ検出プログラムを有する。実施形態では、センサデブリ検出プログラムは、本明細書で説明するように摩耗特性を決定することができる。実施形態では、オンボード型摩耗検出システムは、本明細書に記載のデータ記憶装置を更に備える。実施形態では、センサデブリ検出プログラムは、本明細書に記載のデータ相互作用モジュールを有する。実施形態では、オンボード型摩耗検出システムは、本明細書に記載のように、ＡＣ電源を介して電気的に可変周波数を供給するように構成されたコイル駆動回路を有する。実施形態では、オンボード型摩耗検出システムは、本明細書に記載のデブリ材料の周波数応答解析に基づいて、磁気応答性デブリを生成するシステムの少なくとも１つの部品を識別することができる。

[0128]本開示の原理に従って構成されたフィルターの実施形態は、前述したような本開示の原理に従って部品システム内の部品の摩耗を監視する方法を実行するために使用することができる。実施形態では、本開示の原理に従うフィルターを使用する方法は、本明細書で説明される原理に従って構成されたフィルターの任意の実施形態で使用することができる。

[0129]部品システム内の部品の摩耗を監視する方法の実施形態では、部品システム内の少なくとも１つの部品が流体と接触する。部品が摩耗している場合、部品は金属粒子を放出する可能性があり、部品が摩耗する。金属粒子は、流体が部品に接触した後に流体に同伴されるようになり得る。流体は、本明細書で説明するように、フィルターエレメントのフィルターメディアを通る流れ方向で通過する。本明細書に記載の金属デブリセンサアセンブリは、本明細書に記載の原理に従って、流れ方向に対して上流側のフィルターメディアの部分をその中に含む測定領域３８に磁場を生成するように動作される。実施形態では、金属デブリセンサアセンブリは、コアの中間部の周囲に巻回される導電性ワイヤの駆動コイルを備える。駆動コイルに電流を流し、インダクタンス測定回路のインダクタンス値を求める。実施形態では、インダクタンス測定回路は、インダクタンス測定回路のインダクタンス値が測定における磁気応答性デブリの量に基づいて可変であるように、金属デブリセンサアセンブリと共に配置される。次いで、インダクタンス値に基づいて部品の摩耗特性を決定することができる。

[0130]実施形態では、コイル駆動回路及びインダクタンス測定回路は両方とも駆動コイルを含み、インダクタンス値は駆動コイルを使用して決定される。金属デブリセンサアセンブリのこの実施形態の一例を図９に示す。実施形態では、金属デブリセンサアセンブリは、本明細書に記載の導電性ワイヤのピックアップコイルを含む。実施形態では、インダクタンス測定回路はピックアップコイルを含み、インダクタンス値はピックアップコイルを使用して決定される。実施形態では、インダクタンス測定回路のインダクタンス値は、測定領域３８内の磁気応答性デブリの量に基づいてピックアップコイルに誘導される電流量に基づいて可変である。この金属デブリセンサアセンブリの一例を図１４に示す。実施形態では、金属デブリセンサアセンブリは、本明細書に記載の第１のピックアップコイル及び第２のピックアップコイルを含む。実施形態では、インダクタンス測定回路は、第１のピックアップコイル及び第２のピックアップコイルを含み、インダクタンス値は、第１のピックアップコイル及び第２のピックアップコイルの少なくとも一方を使用して決定される。実施形態では、インダクタンス値は、第１のピックアップコイル及び第２のピックアップコイルによって決定される。実施形態では、インダクタンス測定回路のインダクタンス値は、測定領域内の磁気応答性デブリの量に基づいて第１のピックアップコイルに誘導される第１の電流量と、測定領域内の磁気応答性デブリの量に基づいて第２のピックアップコイルに誘導される第２の電流量とに基づいて可変である。この金属デブリセンサアセンブリの一例を図１５に示す。

[0131]実施形態では、インダクタンス値に基づいて部品の摩耗特性を決定することは、インダクタンス測定回路のインダクタンス値に対応するインダクタンス信号をプロセッサに送信することを含む。信号を送信する本明細書に記載の原理に従って、任意の適切なプロセッサを使用することができる。実施形態では、インダクタンス値に基づいて部品の摩耗特性を決定することは、摩耗特性を生成するためにプロセッサを使用して持続性コンピュータ可読媒体に記憶されたセンサデブリ検出プログラムを実行することも含む。実施形態では、摩耗特性は、インダクタンス信号に基づく測定領域３８内の磁気応答性デブリの量に関連する。本明細書に記載の原理に従って、任意の適切な持続性コンピュータ可読媒体を使用することができる。

[0132]実施形態では、部品システム内の部品の摩耗を監視する方法は、インダクタンス測定回路のインダクタンス値を少なくとも周期的に決定することを更に含む。実施形態では、インダクタンス値を周期的に決定することは、ある期間にわたって複数回インダクタンス値を決定することを含む。実施形態では、センサデブリ検出プログラムがプロセッサを使用して実行され、各インダクタンス値が決定されたそれぞれの時間と少なくとも周期的に相関して決定されたインダクタンス値をプロセッサに関連するデータ記憶装置に格納する。本明細書に記載の原理に従って、任意の適切なデータ記憶装置を使用することができる。当業者は、適切なデータ記憶装置を容易に理解し得る。次いで、プロセッサは、第１の時間に検出された測定領域３８内の磁気応答性デブリの量の、第２の時間に検出された測定領域３８内の磁気応答性デブリの量に対する差を決定することができ、第２の時間は第１の時間の前である。次いで、経時的なデブリ発生率を決定することができる。実施形態では、デブリ発生率は、部品摩耗特性を知らせることができる。

[0133]実施形態では、センサデブリ検出プログラムは、プロセッサを使用して、グラフィカルユーザインタフェースを介して、表示装置にデブリ生成データを表示することもできる。本明細書に記載の原理に従って、任意の適切なグラフィカルユーザインタフェース又は表示装置を使用することができる。実施形態では、デブリ検出プログラムは、デブリ発生率が閾値を超えたときに警告信号を生成することができる。実施形態では、警告信号は、グラフィカルユーザインタフェースを使用して表示装置に表示される。実施形態では、保守警告を生成することもできる。実施形態では、保守警告は、グラフィカルユーザインタフェースを使用して表示装置に表示される。

[0134]実施形態では、部品システムにおける摩耗を監視する方法は、磁気応答性デブリを生成する部品システムの少なくとも１つの部品を識別するためにデブリ材料周波数応答解析を実行することを含む。実施形態では、デブリ材料の周波数応答解析を行ってデブリ材料を識別するために、（コア材料の磁気特性に基づいて）周波数範囲を確立して、その周波数範囲内で駆動回路入力ＡＣ電力周波数を変化させることができるようにし得る。所定の周波数における誘導応答の大きさは、デブリ材料を識別することができるように、デブリ材料の特性に対応する。実施形態では、デブリ材料が識別され、摩耗が生じている部品システム内の部品の識別につながる。

[0135]実施形態では、デブリ材料周波数応答解析は、コア材料の磁気特性に基づく周波数範囲などの所定のプロトコルに従ってＡＣ電力供給の周波数を変化させるステップと、プロセッサに可変周波数インダクタンス信号を送信するステップであって、可変周波数インダクタンス信号が所定のプロトコル中のインダクタンス測定回路のインダクタンス値に対応する、ステップと、プロセッサを使用して持続性コンピュータ可読媒体に格納されたセンサデブリ検出プログラムを実行して、可変周波数インダクタンス信号に基づいて磁気応答性デブリを生成する部品システムの少なくとも１つの部品を識別するステップとを含む。

[0136]実施形態では、可変周波数インダクタンス信号に基づいて磁気応答性デブリを生成する部品システムの少なくとも１つの部品を識別するステップは、部品システムの各部品の相関材料周波数誘導応答のデータベースを含むデータ記憶装置を照会することによって、所定の周波数における誘導応答の大きさをシステムの部品に対応させることを含む。実施形態では、データ記憶装置には、部品システムの各部品を構成するそれぞれの材料ごとに材料周波数誘導応答が事前に投入される。

[0137]実施形態では、流体は、部品を含むシステムを通過する。時間が経つにつれて、部品が摩耗し、金属デブリ粒子が流体中に放出される。実施形態では、流体は、任意選択的に図９に示すように、フィルター、具体的には測定領域３８を通過し、金属デブリ粒子は測定領域３８に収集される。

[0138]実施形態では、金属デブリセンサアセンブリは、本明細書に記載の導電性ワイヤのコイルを備える。実施形態では、コイル状ワイヤの各端部は、金属デブリセンサアセンブリを外部電源及びインダクタンス測定システムに接続するための電気回路コネクタに接続するのに十分な長さを有する。実施形態では、外部電源はコイルに交流電流を流し、磁場が測定領域３８に誘導される。実施形態では、単一のコイルは、駆動コイルとセンサコイルの両方であり得る。他の実施形態では、インダクタンス測定回路のための駆動コイル及び少なくとも１つのピックアップコイルを使用することができる。

[0139]実施形態では、インダクタンス測定システムは、回路のインダクタンスを測定できるとともに、持続性コンピュータ可読媒体に記憶されて出力電気的パラメータ（例えば、インダクタンス、抵抗、周波数応答など）を監視、記録、及び解析するように構成されたセンサデブリ検出プログラムでプログラムされたプロセッサにインダクタンスを出力することができる。インダクタンス測定回路のこれらの電気的応答変数は、磁気的に影響を受けやすいデブリが測定領域３８（システムフィルター）内に蓄積するにつれて変化する。

[0140]実施形態では、センサデブリ検出プログラムは、特定の入力における経時的なインダクタンス変化を比較することができるように、経時的に出力インダクタンスを追跡するように構成することができる。一実施形態では、インダクタンス測定値は、測定領域内のクリーンフィルターメディア２９を用いて記録される。次いで、金属デブリ、例えば鉄粒子が測定領域に導入され、別のインダクタンス測定値が記録される。インダクタンス測定値の変化は、測定間の時間に蓄積された磁気応答性デブリの量に相関させることができる。実施形態では、インダクタンス、抵抗、及び周波数応答は、インダクタンス測定システムによって測定される。実施形態では、プロセッサは、ユーザインタフェース装置を介して、電気回路の誘導変化を経時的に追跡することによって所定のシステム内の金属デブリ収集率を追跡するデータ読み出しを行う。誘導変化は、確立されたベースラインと連続的に比較することができる。実施形態では、発生率が特定の閾値を超え始めると、プロセッサは、部品が「通常摩耗段階」を出て「過酷摩耗段階」に入っていることを示す信号又はメッセージを送信することができ、これは保守が必要とされ得ることを示すことができる。

[0141]実施形態では、デブリ材料の周波数応答解析を行ってデブリ材料を識別するために、（コア材料の磁気特性に基づいて）周波数範囲を確立して、その周波数範囲内で入力電力周波数を変化させることができるようにし得る。所定の周波数における誘導応答の大きさは、デブリ材料の特性に対応することができる。実施形態では、摩耗が生じている部品を識別するために、デブリ材料の識別を使用することができる。

[0142]本開示の原理に従って構成されたフィルター２５の実施形態は、金属粒子について流体を監視する方法を実行するために使用することができる。実施形態では、本開示の原理に従うフィルター２５を使用する方法は、本明細書で説明される原理に従って構成されたフィルター２５の任意の実施形態で使用することができる。

[0143]実施形態では、流体は、本明細書で説明するように、フィルターエレメント２６のフィルターメディア２９を通る流れ方向で通過する。金属デブリセンサアセンブリは、流れ方向に対して上流側のフィルターメディア２９の部分をその中に含む測定領域３８内に磁場を生成することを含む、本明細書に記載の原理に従って動作される。実施形態では、金属デブリセンサアセンブリは、駆動コイルである導電性ワイヤのコイルを備え、金属デブリセンサアセンブリは、駆動コイルを含むコイル駆動回路に電流を流すことによって動作する。インダクタンス測定回路のインダクタンス値は、本明細書の原理に従って説明したように決定される。測定領域３８内の磁気応答性デブリの量は、インダクタンス値に基づいて決定することができる。

[0144]実施形態では、コイル駆動回路及びインダクタンス測定回路は両方とも駆動コイルを含み、インダクタンス値は駆動コイルを使用して決定される。金属デブリセンサアセンブリのこの実施形態の一例を図９に示す。実施形態では、金属デブリセンサアセンブリは、本明細書に記載の導電性ワイヤのピックアップコイルを含む。実施形態では、インダクタンス測定回路はピックアップコイルを含み、インダクタンス値はピックアップコイルを使用して決定される。実施形態では、インダクタンス測定回路のインダクタンス値は、測定領域３８内の磁気応答性デブリの量に基づいてピックアップコイルに誘導される電流量に基づいて可変である。この金属デブリセンサアセンブリの一例を図１４に示す。実施形態では、金属デブリセンサアセンブリは、本明細書に記載の第１のピックアップコイル及び第２のピックアップコイルを含む。実施形態では、インダクタンス測定回路は、第１のピックアップコイル及び第２のピックアップコイルを含み、インダクタンス値は、第１のピックアップコイル及び第２のピックアップコイルの少なくとも一方を使用して決定される。実施形態では、インダクタンス値は、第１のピックアップコイル及び第２のピックアップコイルによって決定される。実施形態では、インダクタンス測定回路のインダクタンス値は、測定領域３８内の磁気応答性デブリの量に基づいて第１のピックアップコイルに誘導される第１の電流量と、測定領域３８内の磁気応答性デブリの量に基づいて第２のピックアップコイルに誘導される第２の電流量とに基づいて可変である。この金属デブリセンサアセンブリの一例を図１５に示す。

[0145]実施形態では、測定領域３８内の磁気応答性デブリの量を決定することは、インダクタンス測定回路のインダクタンス値に対応するインダクタンス信号をプロセッサに送信することを含む。信号を送信する本明細書に記載の原理に従って、任意の適切なプロセッサを使用することができる。実施形態では、インダクタンス値に基づいて測定領域３８内の磁気応答性デブリの量を決定することは、数値を生成するためにプロセッサを使用して持続性コンピュータ可読媒体に記憶されたセンサデブリ検出プログラムを実行することも含む。実施形態では、数値は、インダクタンス信号に基づく測定領域３８内の磁気応答性デブリの量に関連する。本明細書に記載の原理に従って、任意の適切な持続性コンピュータ可読媒体を使用することができる。

[0146]実施形態では、金属粒子について流体を監視する方法は、インダクタンス測定回路のインダクタンス値を少なくとも定期的に決定することを更に含む。実施形態では、インダクタンス値を周期的に決定することは、ある期間にわたって複数回インダクタンス値を決定することを含む。実施形態では、センサデブリ検出プログラムがプロセッサを使用して実行され、各インダクタンス値が決定されたそれぞれの時間と少なくとも周期的に相関して決定されたインダクタンス値をプロセッサに関連するデータ記憶装置に格納する。本明細書に記載の原理に従って、任意の適切なデータ記憶装置を使用することができる。当業者は、使用される適切なデータ記憶装置を容易に理解し得る。次いで、プロセッサは、第１の時間に検出された測定領域３８内の磁気応答性デブリの量の、第２の時間に検出された測定領域３８内の磁気応答性デブリの量に対する差を決定することができ、第２の時間は第１の時間の前である。次いで、経時的なデブリ発生率を決定することができる。

[0147]実施形態では、金属粒子について流体を監視する方法は、磁気応答性デブリを生成する部品システムの少なくとも１つの部品を識別するためにデブリ材料周波数応答解析を行うことを含む。実施形態では、デブリ材料の周波数応答解析を行ってデブリ材料を識別するために、（コア材料の磁気特性に基づいて）周波数範囲を確立して、その周波数範囲内で駆動回路入力ＡＣ電力周波数を変化させることができるようにし得る。所定の周波数における誘導応答の大きさは、デブリ材料を識別することができるように、デブリ材料の特性に対応する。実施形態では、デブリ材料が識別され、摩耗が生じている部品システム内の部品の識別につながる。

[0148]実施形態では、デブリ材料周波数応答解析は、コア材料の磁気特性に基づく周波数範囲などの所定のプロトコルに従ってＡＣ電力供給の周波数を変化させるステップと、プロセッサに可変周波数インダクタンス信号を送信するステップであって、可変周波数インダクタンス信号が所定のプロトコル中のインダクタンス測定回路のインダクタンス値に対応する、ステップと、プロセッサを使用して持続性コンピュータ可読媒体に格納されたセンサデブリ検出プログラムを実行して、可変周波数インダクタンス信号に基づいて磁気応答性デブリを生成する部品システムの少なくとも１つの部品を識別するステップとを含む。

[0149]実施形態では、可変周波数インダクタンス信号に基づいて磁気応答性デブリを識別することは、磁気応答性である監視されている部品の各材料の相関材料周波数誘導応答のデータベースを含むデータ記憶装置を照会することによって、所定の周波数における誘導応答の大きさをシステムの部品に対応させることを含む。実施形態では、データ記憶装置には、磁気応答性である監視されている部品のそれぞれの材料ごとに材料周波数誘導応答が事前に投入される。

[0150]本明細書中に挙げられる公開公報、特許出願、及び、特許を含む全ての引用文献は、あたかもそれぞれの引用文献が参照により組み入れられるように個別に且つ具体的に示唆されてその全体が本明細書中に記載されたかのような同じ程度まで参照により本願に組み入れられる。

[0151]発明を説明する文脈の中（特に、以下の特許請求の範囲との関連）での用語「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」、「その（ｔｈｅ）」、及び、同様の指示対象の使用は、本明細書中で別段に示唆されなければ或いは文脈により明らかに矛盾しなければ、単数形及び複数形の両方を網羅するように解釈されるべきである。用語「備える」、「有する」、「含む」、及び、「包含する」は、別段に言及されなければ、非制約的な用語（すなわち、「～を含むがそれに限定されない」を意味する）として解釈されるべきである。本明細書中の値の範囲の列挙は、本明細書中で別段に示唆されなければ、単にその範囲内に入るそれぞれの別個の値に個別に言及する省略法としての機能を果たそうとしているにすぎず、また、それぞれの別個の値は、あたかもそれが本明細書中に個別に記載されたかのように明細書中に組み入れられる。本明細書中に記載される全ての方法は、本明細書中で別段に示唆されなければ或いは文脈により明らかに矛盾しなければ、任意の適した順序で行うことができる。本明細書中で与えられる任意の及び全ての例又は典型的な言葉（例えば「など」）の使用は、単に本発明をより良く解明しようとしているにすぎず、別段に特許請求の範囲に記載されなければ、本発明の範囲に限定をもたらさない。明細書中の言葉は、特許請求の範囲に記載されない任意の要素が本発明の実施に不可欠であると見なすように解釈されるべきでない。

[0152]本発明を実施するために発明者等に知られる最良の形態を含むこの発明の好ましい実施形態が本明細書中に記載される。これらの好ましい実施形態の変形は、前述の説明を読むと当業者に明らかになり得る。発明者等は、当業者がそのような変形を必要に応じて使用することを予期し、また、発明者等は、本明細書中に具体的に記載される方法以外の方法で本発明が実際されることを意図する。したがって、この発明は、適用可能な法律により許容されるように、本明細書に添付された特許請求の範囲に挙げられる主題の全ての改変形態及び均等物を含む。また、前述の要素のその全ての想定し得る変形形態における任意の組み合わせは、本明細書中で別段に示唆されなければ或いは文脈により明らかに矛盾しなければ、本発明によって包含される。

Claims (20)

1. フィルターメディアを含むフィルターエレメントと、
   コアと導電性ワイヤのコイルとを含み、前記コアが、第１の端部と、第２の端部と、前記第１の端部と前記第２の端部との間に介在する中間部とを有し、測定領域が前記第１の端部と前記第２の端部との間に配置されるように前記第１の端部が前記第２の端部と離間した関係を成して配置され、前記導電性ワイヤの前記コイルが前記コアの前記中間部の周囲に巻回され、電流が前記コイルを通過するときに前記コアが前記測定領域内に磁場を生成するようになっている、金属デブリセンサアセンブリと
   を備え、
   前記フィルターメディアの少なくとも一部分が前記測定領域内に配置されている、流体流から粒子を濾過するためのフィルター。
2. 前記コアの前記中間部が主コア平面に沿って配置され、前記第１の端部及び前記第２の端部がそれぞれの傾斜軸線に沿って前記中間部から延び、前記傾斜軸線が前記主コア平面と非平行な関係を成す、請求項１に記載のフィルター。
3. 前記主コア平面と前記傾斜軸線のそれぞれとが、前記主コア平面と前記傾斜軸線のそれぞれとの間に対応の鋭角を規定しており、前記鋭角が５度よりも大きく９０度よりも小さい、請求項２に記載のフィルター。
4. 前記中間部がトロイダルセグメントである、請求項２又は３に記載のフィルター。
5. 前記コアの前記第１の端部及び前記第２の端部並びに前記中間部が実質的に同一平面上にある、請求項１に記載のフィルター。
6. 前記コアが略Ｃ字形状である、請求項５に記載のフィルター。
7. 前記コアが、磁石フェライト、強磁性アモルファス金属合金、ニッケル鉄合金、電磁鋼、粉末金属、フェライト系ステンレス鋼、及び、マルテンサイト系ステンレス鋼のうちの少なくとも１つを含む、請求項１～６のいずれか一項に記載のフィルター。
8. 前記コアがマンガン亜鉛フェライト及びニッケル亜鉛フェライトの少なくとも一方を含む、請求項７に記載のフィルター。
9. 前記コアが、（ｉ）ホウ素、ケイ素、及び、リンのうちの少なくとも１つ、並びに、（ｉｉ）鉄、ニッケル、及び、コバルトのうちの少なくとも１つを含む強磁性アモルファス金属合金を含有する、請求項７に記載のフィルター。
10. 前記コアが、最大６．５重量％のケイ素、最大０．５重量％のマンガン％、及び、最大０．５重量％のアルミニウムを含む鉄合金を含有する、請求項７に記載のフィルター。
11. 前記コアが、粉末鉄、粉末カルボニル鉄、及び、粉末水素還元鉄のうちの少なくとも１つを含む、請求項７に記載のフィルター。
12. 前記コイルが駆動コイルを備え、前記金属デブリセンサアセンブリが導電性ワイヤのピックアップコイルを含み、前記ピックアップコイルが前記コアの前記中間部の周囲に巻回されている、請求項１～１１のいずれか一項に記載のフィルター。
13. 前記駆動コイルが前記中間部に沿って前記ピックアップコイルと実質的に重なり合わない関係を成す、請求項１２に記載のフィルター。
14. 前記コイルが駆動コイルを備え、前記金属デブリセンサアセンブリが導電性ワイヤの第１のピックアップコイルと導電性ワイヤの第２のピックアップコイルとを含み、前記第１のピックアップコイル及び前記第２のピックアップコイルがいずれも前記コアの前記中間部の周囲に巻回されている、請求項１～１１のいずれか一項に記載のフィルター。
15. 前記金属デブリセンサアセンブリが基準コイルを有するインダクタンス測定基準回路を含む、請求項１２に記載のフィルター。
16. 前記フィルターはハウジングを更に備え、
    前記ハウジングが、内面及び外面を含むとともに、前記外面と前記内面との間に貫通路を画定し、前記内面がキャビティを画定し、前記貫通路が前記キャビティと流体連通する前記内面によって画定される内側開口を含み、
    前記フィルター及び前記コアがそれぞれ前記ハウジングの前記キャビティ内に少なくとも部分的に配置され、
    前記測定領域が前記内側開口と実質的に軸線方向で位置合わせされるように、前記貫通路の前記内側開口が前記コアの前記第１の端部と前記第２の端部との間に配置されている、請求項１～１５のいずれか一項に記載のフィルター。
17. 前記内面が溝を画定し、前記コアの前記第１の端部及び前記第２の端部が前記溝から前記キャビティ内に突出するように前記コアの前記中間部が前記溝内に配置されている、請求項１６に記載のフィルター。
18. ポッティングコンパウンドが、該ポッティングコンパウンド中に前記コアの前記中間部が埋め込まれるように前記溝内に配置されている、請求項１７に記載のフィルター。
19. 前記ハウジングが金属を備え、前記コアの前記第１の端部及び前記第２の端部が前記ハウジングの前記内面に対して離間した関係で配置されている、請求項１６～１８のいずれか一項に記載のフィルター。
20. 前記ハウジングが、前記外面と前記内面との間で延びるセンサポートを画定し、前記センサポートが、前記金属デブリセンサアセンブリを外部電源及びインダクタンス測定システムに接続するための電気回路コネクタを挿通状態で受けるように構成されている、請求項１６～１８のいずれか一項に記載のフィルター。

Images