устройство для определения характеристик автомобильных масел

Формула изобретения

Устройство для определения характеристик автомобильных масел, включающее корпус с цилиндрами, выполненный из диэлектрического материала, где в меньшем цилиндре установлены индуктивный, электрический и пьезоэлектрический датчики, отличающееся тем, что устройство содержит три цилиндра, при этом в корпусе установлен цилиндр с поршнем, соединенным при помощи штока с основанием, с возможностью смещения поршня внутри цилиндра, при этом шток выполнен с большим и меньшим диаметрами, при этом шток с меньшим диаметром находится у основания, а длина штока с большим диаметром равна длине поршня, с верхней наружной стороны корпуса установлен фиксатор, перекрывающий шток поршня с большим диаметром, в цилиндре с поршнем установлено отверстие, при этом расстояние от наружного края цилиндра в корпусе до отверстия в цилиндре соответствует сумме расстояний длины штока с большим диаметром и половине длины поршня, а отверстие в цилиндре соединено с наружным отверстием корпуса воздуховодом, снизу корпуса установлен большой цилиндр, внутри которого жестко установлен малый цилиндр, на наружной поверхности малого цилиндра установлены ребра, упирающиеся во внутреннюю стенку большого цилиндра, снизу большого цилиндра установлена трубка с разными наружными диаметрами, сужающимися к свободному концу трубки, при этом конец трубки выполнен под углом к оси цилиндров, ниже и выше малого цилиндра внутри большого цилиндра имеются верхняя и нижняя полости, выполненные под углом к стенкам малого и большого цилиндров, при этом в полостях выполнены отверстия, соединяющиеся верхним отверстием с цилиндром, а нижним отверстием с выпускным каналом, при этом в каждой полости установлен источник света и светочувствительный элемент, а в нижней полости установлен термочувствительный элемент, одна пластина емкостного датчика установлена на внутренней стороне большого цилиндра, а вторая пластина емкостного датчика установлена на внешней стороне малого цилиндра, электрический датчик содержит два токовых электрода, а между токовыми электродами установлены два измерительных электрода, объем цилиндра в корпусе под поршнем превышает не менее чем в два раза внутренний объем устройства, начинающийся от конца трубки выпускного канала до верхнего отверстия, разделяющего объем цилиндра в корпусе от верхней полости.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к диагностике жидких сред, а также к автомобильной диагностичекой технике и может быть использовано как предприятиями, так и водителями автомобилей для диагностики в процессе эксплуатации автомобиля.

Известно множество устройств для определения характеристик амтомобильного масла. Так известно устройство для контроля примесей в масле [1] с использованием емкостных датчиков, который определяет только одну емкостную характеристику масла, а значит имеет невысокую точность оценки характеристик масла. Известен самокалибрующийся емкостной преобразователь [2], основанный на бесконтактном определении жидких сред с использованием ультразвуковых колебаний, недостаток данного подхода в том, что характеристика дается только по одному показателю. Известно устройство для измерения эмульгированной влаги в нефтепродуктах [3], включающий электрическую характеристику за счет пропускания нефтепродукта по устройству, где установлены электроды, но данное устройство характеризует нефтепродукт по одному показателю электропроводности. Также имеется устройство для измерения удельной электропроводности жидких сред [4], где также используется для характеристики один показатель. Имеется устройство для измерения электропроводности веществ [5], использующий индукционный эффект в определении характеристик жидких сред, но недостаток данного устройства в том, что оно использует для характеристики мало показателей. Известно устройство для измерения параметров жидких сред [6], которое имеет сложную механическую конструкцию, а также имеет также недостаток в ограниченной информации по характеристике жидкой среды. Известен капиллярный микровискозиметр [7], в котором используется шприц и по времени истечения жидкой среды характеризуются жидкие среды, но данное устройство дает оценку только по одному параметру среды. Известен погружаемый вискозиметр [8], но данное устройство дает только ограниченную информацию о жидких средах. Имеются удобные бесконтактные электрические емкостные бесконтактные датчики [9], но они мало информативны.

Прототипом заявленного устройства является устройство для исследования слюны [10], которое содержит корпус с двумя цилиндрами, выполненный из диэлектрического материала, в цилиндрах установлены емкостной, индуктивный, электрический и пьезоэлектрический датчики. Положительным в данном устройстве является то, что информация о жидкой среде исходит от нескольких источников и является более полноценной, чем от одного или двух датчиков, характеризующих состояние жидкой среды. Недостатком является то, что данное устройство не приспособлено для оценки характеристик автомобильного масла, а также нет датчика для определения вязкости исследуемой жидкости.

Задача настоящего изобретения: разработка более информативного и портативного устройства, удобного в эксплуатации водителям для определения характеристик автомобильных масел.

Поставленная задача достигается тем, что корпус с тремя цилиндрами, выполненный из диэлектрического материала, где в меньшем цилиндре установлены индуктивный, электрический и пьезоэлектрический датчики, в корпусе установлен цилиндр с поршнем, соединенным при помощи штока с основанием, с возможностью смещения поршня внутри цилиндра, при этом шток выполнен с большим и меньшим диаметром, при этом шток с меньшим диаметром находится у основания, а длина штока с большим диаметром равна длине поршня, с верхней наружной стороны корпуса установлен фиксатор, перекрывающий шток поршня с большим диаметром, в цилиндре с поршнем установлено отверстие, при этом расстояние от наружного края цилиндра в корпусе до отверстия в цилиндре соответствует сумме расстояний длины штока с большим диаметром и половине длины поршня, а отверстие в цилиндре соединено с наружным отверстием корпуса воздуховодом, снизу корпуса установлен большой цилиндр, внутри которого жестко установлен малый цилиндр, на наружной поверхности малого цилиндра установлены ребра, упирающиеся во внутреннюю стенку большого цилиндра, снизу большого цилиндра установлена трубка с разными наружными диаметрами, сужающимися к свободному концу трубки, при этом конец трубки выполнен под углом к оси цилиндров, ниже и выше малого цилиндра внутри большого цилиндра имеются верхняя и нижняя полости, выполненные под углом к стенкам малого и большого цилиндров, при этом в полостях выполнены отверстия, соединяющиеся верхним отверстием с цилиндром, а нижним отверстием - с выпускным каналом, при этом в каждой полости установлен источник света и светочувствительный элемент, а в нижней полости установлен термочувствительный элемент, одна пластина емкостного датчика установлена на внутренней стороне большого цилиндра, а вторая пластина емкостного датчика установлена на внешней стороне малого цилиндра, электрический датчик содержит два токовых электрода, а между токовыми электродами установлены два измерительных электрода, объем цилиндра в корпусе под поршнем превышает не менее чем в два раза внутренний объем устройства, начинающийся от конца трубки выпускного канала до верхнего отверстия, разделяющего объем цилиндра в корпусе от верхней полости.

На фиг.1 - внешний вид устройства сбоку; на фиг.2 - продольный разрез устройства; на фиг.3 - вид устройства сверху; на фиг.4 - горизонтальный разрез устройства на уровне чувствительного электрического датчика; на фиг.5 - структурная схема устройства.

Устройство для определения характеристик автомобильных масел содержит корпус 1 с тремя цилиндрами 2, 11, 12, которые выполнены из диэлектрического материала, где в меньшем цилиндре установлены индуктивный 29, электрические 23, 24 и пьезоэлектрический 25 датчики, при этом в корпусе 1 установлен цилиндр 2 с поршнем 3, соединенным при помощи штока с основанием 6, с возможностью смещения поршня 3 внутри цилиндра 2, при этом шток выполнен с большим 5 и меньшим 4 диаметрами, при этом шток с меньшим 4 диаметрами находится у основания 6, а длина штока с большим диаметром 5 равна длине поршня 3, с верхней наружной стороны корпуса 1 установлен фиксатор 7, перекрывающий шток поршня с большим диаметром 5, в цилиндре 2 с поршнем 3 установлено отверстие 8, при этом расстояние от наружного края цилиндра 2 до отверстия 8 соответствует сумме расстояний длины штока с большим диаметром 5 и половине длины поршня 3, а отверстие 8 в цилиндре 2 соединено с наружным отверстием 10 воздуховодом 9, снизу корпуса 1 установлен большой цилиндр 11, внутри которого жестко установлен малый цилиндр 12, на наружной поверхности малого цилиндра 12 установлены ребра 13, упирающиеся во внутреннюю стенку большого цилиндра 11, снизу большого цилиндра 11 установлена трубка 14 с разными наружными диаметрами, сужающимися к свободному концу трубки, при этом конец трубки 14 выполнен под углом к оси цилиндров, ниже и выше малого цилиндра 12 внутри большого цилиндра 11 имеются верхняя 15 и нижняя 16 полости, выполненные под углом к стенкам малого 12 и большого 11 цилиндров, при этом в полостях выполнены отверстия, соединяющиеся верхним отверстием 17 с цилиндром 2, а нижним отверстием 18 - с выпускным каналом 27, при этом в каждой полости 16 и 15 установлен источник света 20 и светочувствительный элемент 21, а в нижней полости 16 установлен термочувствительный элемент 22, одна пластина емкостного датчика 34 установлена на внутренней стороне большого цилиндра 11, а вторая пластина 35 емкостного датчика установлена на внешней стороне малого цилиндра 12, электрический датчик содержит два токовых электрода 23, а между токовыми электродами 23 установлены два измерительных электрода 24, объем 26 цилиндра 2 в корпусе 1 под поршнем превышает не менее чем в два раза внутренний объем устройства, начинающийся от конца трубки 14 выпускного канала 27 до верхнего отверстия 17, разделяющего объем цилиндра 2 в корпусе 1 от верхней полости 15.

Устройство работает следующим образом. Перед использованием или после использования устройство промывается бензином, спиртом или другим растворителем, если устройство перед использованием было промыто и хранилось в герметичной упаковке, то можно сразу использовать. Устройство должно быть изготовлено из диэлектрического материала и устойчивого к растворителям. Перед покупкой автомобильного масла водитель включает устройство переключателем 30 (фиг.1, 2, 3), далее кнопками 32 и 33 набирает на индикаторе 31 день и другие характеристики внешних факторов окружающей среды: атмосферное давление, влажность, и так далее, если их нет под руками, то этими данными пренебрегают, то включают соответствующую команду, температура корпуса устройства поступает автоматически с термочувствительного элемента 22 и передается на интегрирующее устройство, затем набирает одну из марок масла, которые заведены в память 39 устройства (фиг.5). Устройство может иметь данные в памяти различных видов автомобильных масел, или водитель сам может завести данные фирменного масла. При появлении на индикаторе 31 названия масла, автомобилист открывает крышку канистры купленного масла и через отверстие канистры заводит выступающий цилиндр 11 с трубкой 14 в масло и, взявшись за основание 6, вытаскивает его до упора, при этом масло из канистры поступает внутрь устройства. Далее он вынимает нижнюю часть устройства из канистры с маслом, при этом на индикаторе загорается готовность к работе, далее водитель смещает фиксатор 7 и поднимает основание до упора, при этом выпускная трубка 14 находится над отверстием в канистре или другой емкости, куда будет сливаться масло. Устройство надо держать вертикально и ждать, пока масло все не вытечет через выпускную трубку 14 обратно в канистру или другую емкость. После того как масло стекло, на индикаторе 31 появится информация, при этом если характеристики исследуемого масла в канистре совпали с характеристиками масла, запрошенного из памяти 39, то появляется сообщение о том, что масло совпадает. Если характеристики масла не совпадают с характеристиками запрошенного из памяти 39 масла (фиг.5), то на индикаторе появится информация, что масло имеет не те характеристики, и водитель с помощью кнопок 32 и 33 может посмотреть, по каким характеристикам покупаемое масло не совпадает. Если водитель приобрел масло, аналогов которого не было в памяти 39, то в этом случае он заводит в память 39 с помощью кнопок 32 и 33 данные, характеризующие купленное масло. Если масло не совпадает по характеристикам, водитель может его не покупать. Далее, проехав определенное количество километров, в зависимости от возраста и изношенности автомобиля, водитель может проверить состояние масла на данный момент: для этого он надевает соединительную трубку, например от медицинской капельницы, и при неработающем и охлажденном двигателе через отверстие для масляного щупа засасывает масло из двигателя машины или другого узла автомобиля в устройство, перед этим водитель, если необходимо, промывает устройство, включает и набирает код того масла, которое залито в данный узел автомобиля. Затем, как обычно при проверке, фиксируя устройство в вертикальном положении, выпускной трубкой 14 книзу над емкостью для слива, снимает с фиксатора 7, выдвигает основание 6 до упора и спускает масло из устройства. Если характеристики резко отличаются от приобретенного масла, то в узлах, где нет фильтра, масло надо менять, а в двигателе водитель может сначала сменить масляный фильтр, а потом после работы двигателя снова проверить масло, и если масло после постановки нового фильтра показало резко измененные характеристики, то масло надо менять, а ходовая часть автомобиля подлежит диагностике и профилактическим мероприятиям.

Принцип работы устройства заключается в следующем: когда масло засасывается, то через впускной канал 27 (фиг.2) масло за счет разреженного давления, создаваемого в цилиндре 2 под поршнем 3, поступает в устройство. Так как внутренний объем 26 значительно больше внутреннего объема от конца впускной трубки 14 до отверстия 17, масло может заходить и в объем 26 цилиндра 2. При этом фиксатор 7 удерживает положение поршня 3 в такой позиции, что отверстие 8 закрыто поршнем 3 и в цилиндре 2 создается разрежение и масло из устройства не вытекает. После того как устройство включено и масло находится в устройстве, при этом масло должно быть выше верхней полости 15, откуда пойдет соответствующий сигнал с светочувствительного устройства 21 через усилитель и коммутатор 37 (фиг.5) в интегрирующее устройство 38, которое подает команду на индикатор 31, что устройство к работе готово. При этом интегрирующее устройство дает команду в различных режимах, например последовательно, включает датчики электрический 23, 24, емкостной 34 и 35, пьезоэлектрический 25 и индуктивный 29, термочувствительный 22 и данные со светочувствительных элементов 21. После того как характеристики с этих датчиков поступили на интегрирующее устройство 38 и в память 39, на индикатор 31 поступает сигнал, что устройство готово для дальнейшего исследования. После чего приступают к определению вязкости, которая определяется скоростью истечения масла из стандартизированного объема через одинаковое отверстие: для этого снимаем с фиксатора 7 и выдвигаем основание 6 до упора, после чего поршень 3 поднимается выше отверстия 8 и во внутрь цилиндра 2 через отверстие 10 и воздуховод 9 начнет поступать воздух. Устройство находится в вертикальном положении, и как только масло опустится ниже источника света 20, в верхней полости 15 происходит включение оценки характеристики вязкости скорости стечения масла между цилиндрами 11 и 12 по пространству 28 и внутри малого цилиндра 36. Далее могут анализироваться данные при движении масла, при этом пока масло движется вниз, могут последовательно включаться остальные датчики для замера характеристик масла в движении. Так электрический датчик может работать на определение проводимости, а также и для оценки амплитудно-спектральных характеристик масла - когда на токовые электроды 23 подается спектр определенной частоты и амплитуды, а на чувствительных 24 снимается определенная характеристика изменений. Когда масло дойдет до нижней полости 16 и светочувствительный элемент 21 подаст сигнал, что масло прошло данную отметку, интегрирующее устройство 38 приступит к анализу данной информации по вязкости. Термочувствительный датчик установлен в нижней полости 16, чтобы через него прошло больше масла, а соответственно больше информации пойдет о температуре масла, так как интегрирующее устройство должно делать поправку на различные исходные параметры, в том числе и температурные, для более точного анализа характеристик масла. Далее интегрирующее устройство 38 сравнивает характеристики масла из памяти 39 и которое проверено и дает информацию водителю.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. А.с. СССР №1695213, МКИ G 01 N 27/22.

2. Патент РФ №2137118, МКИ G 01 N 27/22.

3. Патент РФ №2027175, МКИ G 01 N 27/22.

4. Патент РФ №2063023, МКИ G 01 N 27/02.

5. А.с. СССР №805159, МКИ G 01 N 27/02.

6. Патент РФ №2039350, МКИ G 01 N 11/02.

7. Патент РФ №2163368, МКИ G 01 N 11/06.

8. Патент РФ №2029938, МКИ G 01 N 11/06.

9. А.с. СССС №160355, МКИ G 01 N 27/22.

10. Патент РФ №2043088, МКИ А 61 В 19/04.