Оптико-электронное устройство для контроля качества моторного масла


 


Владельцы патента RU 2582296:

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Донской государственный технический университет" (ДГТУ) (RU)

Изобретение относится к технике измерений и может использоваться в автомобильной, сельскохозяйственной, авиационной, нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности, где необходимо проводить оперативный анализ качества моторного масла. Оптико-электронное устройство для контроля качества моторного масла содержит осветительный блок, блок для захвата изображения, блок обработки изображения, схему управления осветительным блоком, последовательно соединенную с первым цифроаналоговым преобразователем и ЭВМ, электромеханический клапан дозации масла из картера двигателя с блоком управления электромеханическим клапаном, последовательно соединенный с вторым цифроаналоговым преобразователем и ЭВМ, шаговый двигатель, последовательно соединенный с блоком управления шаговым двигателем, с третьим цифроаналоговым преобразователем и ЭВМ, двумя катушками с лентой из фильтровальной бумаги, объектив, ПЗС-матрицу, последовательно соединенную с первым аналого-цифровым преобразователем, DSP-процессором и ЭВМ, термодатчик, последовательно соединенный с усилителем, вторым аналого-цифровым преобразователем и ЭВМ, цифровой индикатор, интерфейс соединения с внешними устройствами. Достигается возможность осуществления непрерывного автоматизированного контроля, повышение точности, оперативности и достоверности измерений. 1 ил.

 

Изобретение относится к технике измерений и может использоваться в автомобильной, сельскохозяйственной, авиационной, нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности, где необходимо проводить оперативный анализ качества моторного масла.

Известен способ оценки загрязненности механическими примесями моторного масла двигателя внутреннего сгорания (Пат. RU 2301414, G01N 11/10 от 20.06.2007), по которому путем измерения времени перемещения чувствительного элемента в измерительной емкости с пробой масла, взятой из картера двигателя, и сравнением ее с составленной заранее функциональной зависимостью для данного сорта масла, пробу масла из картера двигателя делят на две части, одну из которых доводят до оптимальной температуры термически и измеряют время перемещения чувствительного элемента, а другую обрабатывают ультразвуком до достижения ею оптимальной температуры, измеряют время перемещения чувствительного элемента, причем замер времени перемещения чувствительного элемента в измерительной емкости производят для обеих частей проб масла раздельно в верхней и нижней половинах измерительной емкости, сравнивают разность времен перемещения чувствительного элемента, произведенную отдельно в верхней и нижней половинах измерительной емкости, с пробами масла, прогретыми ультразвуком и термически, с заранее составленной функциональной зависимостью для подобных условий и производят оценку загрязненности масла механическими примесями.

Недостатком данного способа является отсутствие автоматизации контроля.

Известен способ определения необходимости замены масла в дизелях путем нанесения капли испытуемого масла на фильтровальную бумагу, в котором наличие активной присадки определяют по отношению наружного диаметра пятна к внутреннему диаметру внешнего кольца пятна, измеренных через десять минут после нанесения капли при температуре масла и бумаги в пределах 30-60°C, а концентрацию механических примесей определяют по отношению внутреннего кольца пятна к диаметру ядра при тех же условиях (А.с. №201768, МПК G01N 7/03).

Недостатки этого способа: сравнение пятен производят визуально, что снижает достоверность результатов оценки качества масел.

Известен способ определения качества моторного масла по пятну на фильтровальной бумаге, при котором на фильтровальную бумагу наносят каплю масла, взятую щупом из системы смазки. При этом характеристики качества масла находят по отношению наружного диаметра пятна к внутреннему диаметру внешнего кольца пятна, а также по отношению внутреннего диаметра внешнего кольца пятна к диаметру его ядра (Хмелевой Н.М. Справочник мастера-наладчика. - М.: Россельхозиздат, 1980, - с. 127-129).

Недостатки указанного способа: полученные пятна часто не имеют четкой формы круга, что существенно влияет на определяемые характеристики качества масла и, следовательно, на достоверность результата его проверки.

Существует способ определения качества масла на основе сравнения пятна оцениваемого масла с эталонными пятнами (Остриков В.В., Белогорский В.В. Смазочные моторные масла и контроль их качества // Техника в сельском хозяйстве. - 2007. - №2, - с. 40-41).

Недостатки этого способа: сравнение пятен производят визуально, что также снижает достоверность результатов оценки качества масел. При этом отсутствует возможность быстрого ввода информации в компьютер.

Известен компьютерный способ оценки качества моторного масла, при котором после получения пятна оцениваемого масла фиксируют его внешний вид с возможностью ввода полученных данных в компьютер. Затем вводят их в компьютер и сравнивают при помощи компьютера с внешним видом эталонов, предварительно введенных в компьютер (Патент ЕР №0571295, G01M 33/28).

Недостатком известного способа является то, что он мало информативен. В частности, этот метод не позволяет получить данные об остаточном ресурсе масла.

Известен компьютерный способ определения качества моторного масла, заключающийся в том, что на лист фильтровальной бумаги наносят каплю масла, взятую щупом из системы смазки, после получения пятна на бумаге фиксируют его внешний вид с возможностью ввода полученной информации в компьютер и сравнивают его при помощи компьютера с внешним видом эталонных пятен, предварительно введенных в компьютер, на основании чего определяют качество масла, при этом эталонным пятнам, введенным в компьютер, присваивают соответствующую наработку масла с начала эксплуатации, фиксируют наработку оцениваемого масла с начала эксплуатации при сравнении оцениваемого пятна с эталонным, а при фиксации наработки оцениваемого масла одновременно определяют его остаточный ресурс (Патент RU 2390774, G01N 33/28).

Недостатком способа является большая погрешность, так как степень сходства эталонных и измеряемых пятен определяется визуально без применения средств автоматизации.

Известен способ определения гранулометрического состава смеси частиц произвольной формы (Пат. №2282176, G01N 15/02 от 20.08.2006), сущность которого заключается в подсветке контролируемого материала с разных сторон и получении изображения смеси при помощи видеокамеры или цифрового фотоаппарата. Передают изображение на промышленный компьютер для идентификации видимых частиц и определения гранулометрического состава смеси.

Недостаток данного способа состоит в том, что данный способ невозможно применить для анализа изображения капель моторного масла с целью определения его остаточного ресурса.

Наиболее близким по технической сути к предлагаемому устройству является устройство анализа изображений частиц (Пат. US №2007/0273878 А1, G01N 21/00 от 29.11.2007), содержащее: осветительный блок, блок для захвата изображения и блок обработки изображения. Работа устройства заключается в освещении частиц, захвате полученного изображения и обработке полученных изображений с помощью порогового устройства для анализа извлеченных частиц и получения их морфологических особенностей.

Недостаток данного устройства состоит в том, что оно не позволяет проводить обработку изображений капель моторного масла.

Задачей изобретения является возможность осуществления непрерывного автоматизированного контроля, повышение точности оценки фактического состояния моторного масла с определением концентрации, размера и формы продуктов износа и эксплуатационного изменения масла.

Технический результат от использования данного устройства связан с разработкой электронной системы для оценки состояния моторного масла двигателей внутреннего сгорания, что позволяет контролировать качество работы двигателя, оставшийся ресурс работы масла до его замены.

Поставленная задача достигается тем, что оптико-электронное устройство для контроля качества моторного масла, содержащее осветительный блок, блок для захвата изображения и блок обработки изображения, также для осуществления непрерывного автоматизированного контроля качества моторного масла и повышения точности устройство содержит схему управления осветительным блоком, последовательно соединенную с первым цифроаналоговым преобразователем и ЭВМ, электромеханический клапан дозации масла из картера двигателя с блоком управления электромеханическим клапаном, последовательно соединенный с вторым цифроаналоговым преобразователем и ЭВМ, шаговый двигатель, последовательно соединенный с блоком управления шаговым двигателем, с третьим цифроаналоговым преобразователем и ЭВМ, двумя катушками с лентой из фильтровальной бумаги, объектив, ПЗС-матрицу, последовательно соединенную с первым аналого-цифровым преобразователем, DSP-процессором и ЭВМ, термодатчик, последовательно соединенный с усилителем, вторым аналого-цифровым преобразователем и ЭВМ, цифровой индикатор, интерфейс соединения с внешними устройствами.

Принцип предлагаемого технического решения поясняется с помощью функциональной схемы устройства, представленной на фиг. 1.

На фиг. 1 представлены картер двигателя 1 с маслом в картере 2, электромеханический клапан 3 дозации масла из картера двигателя, устройство управления электромеханическим клапаном 15, катушка для ленты из фильтровальной бумаги 4, капля масла из картера двигателя 5, направление движения 6, ПЗС-матрица 7, осветительный блок 8, объектив 9, лента из фильтровальной бумаги 10, термодатчик 11, шаговый двигатель 12, усилитель 13, аналого-цифровые преобразователи 14, 17, блок управления электромеханическим клапаном 15, DSP-процессор 18, блок управления осветительным блоком 19, блок управления шаговым двигателем 21, цифроаналоговые преобразователи 16, 20, 22, ЭВМ 23, цифровой индикатор 24, интерфейс взаимодействия с внешними устройствами 25.

Устройство работает периодически (раз в неделю, в месяц или по пробегу). ЭВМ 23 через цифроаналоговое устройство 16 и устройство управления электромеханическим клапаном 15 подает сигнал управления электромеханическим клапаном 15 дозации масла 2 из картера двигателя 1, причем данный сигнал управления подается после остановки двигателя и в момент, когда температура масла, снимаемая термодатчиком 11, составляет 50°C. При этом с термодатчика 11 через усилитель 13 и аналого-цифровой преобразователь 14 информация о температуре масла поступает в ЭВМ 23, работа которой осуществляется по заданному алгоритму.

В момент открытия электромеханического клапана 3 из картера двигателя 1 масло 2 в виде капли 5 направляется на ленту из фильтровальной бумаги 10 и на ней происходит растекание капли в течение 10 минут, после чего ЭВМ 23 при помощи аналого-цифрового преобразователя 22 и блока управления шаговым двигателем 21 включает шаговый двигатель, при помощи которого катушка для ленты 4 перемещает ленту из фильтровальной бумаги по направлению 6 в положение захвата изображения.

Далее ЭВМ 23 при помощи цифроаналогового преобразователя 20 и блока управления осветительным устройством 19 включает осветительный блок 8, выполненный из светодиодов. Изображение капли масла при помощи линзы 9 и ПЗС-матрицы 7 проходит оцифровку в аналого-цифровом преобразователе 17 и поступает в DSP-процессор 18, который проводит обработку изображения по задаваемому алгоритму:

1) классический по отношениям диаметров полученных колец;

2) с использованием преобразования Фурье.

Результаты обработки изображения из DSP-процессора 18 поступают в ЭВМ 23.

Регистрация и обработка изображения капли масла осуществляется через 10, 60, 120 минут и через сутки. Полученные данные усредняются ЭВМ 23 и в результате цифровой обработки и сравнения показаний с существующими стандартами ЭВМ 23 формирует результат измерений в виде интегрального показателя загрязненности моторного масла для вывода на цифровой индикатор 24, а также для дистанционной передачи результата на внешние устройства через интерфейс взаимодействия с внешними устройствами 25.

Таким образом, применение оптико-электронного устройства для контроля качества моторного масла обеспечивает следующие преимущества: возможность осуществления непрерывного автоматизированного контроля, повышение точности, оперативности и достоверности измерений.

Оптико-электронное устройство для контроля качества моторного масла, содержащее осветительный блок, блок для захвата изображения и блок обработки изображения, отличающееся тем, что для осуществления непрерывного автоматизированного контроля качества моторного масла и повышения точности устройство содержит схему управления осветительным блоком, последовательно соединенную с первым цифроаналоговым преобразователем и ЭВМ, электромеханический клапан дозации масла из картера двигателя с блоком управления электромеханическим клапаном, последовательно соединенный с вторым цифроаналоговым преобразователем и ЭВМ, шаговый двигатель, последовательно соединенный с блоком управления шаговым двигателем, с третьим цифроаналоговым преобразователем и ЭВМ, двумя катушками с лентой из фильтровальной бумаги, объектив, ПЗС-матрицу, последовательно соединенную с первым аналого-цифровым преобразователем, DSP-процессором и ЭВМ, термодатчик, последовательно соединенный с усилителем, вторым аналого-цифровым преобразователем и ЭВМ, цифровой индикатор, интерфейс соединения с внешними устройствами.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для определения температуры застывания нефти и нефтепродуктов. Согласно заявленному решению изменение температуры испытуемого нефтепродукта, помещенного в цилиндрический стакан, выполненный с возможностью размещения в нем мешалки, осуществляют хладагентом в виде смеси этилового спирта с жидким азотом.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для определения концентрации сажи в моторном масле двигателей внутреннего сгорания.

Изобретение относится к области диагностики качества масел. При осуществлении способа предварительно нагревают взятые в равных объемах воду и масло с введенным в него деэмульгатором до заданной температуры, смешивают их и образованную смесь подвергают перемешиванию с поддержанием температуры смеси, равной начальной температуре компонентов до образования прямой эмульсии, после чего помещают полученную эмульсию в калориметр и в процессе разделения ее на фазы регистрируют изменение температуры в слоях водной фазы и масляной фазы, по полученной зависимости изменения температур в указанных слоях находят значения установившихся температур в слоях и по разности указанных температур судят о деэмульгирующих свойствах масла, причем, чем больше разность температур, тем выше деэмульгирующие свойства.

Изобретение относится к аналитической химии газовых и воздушных сред, а также непищевых материалов. Способ характеризуется тем, что применяют газоанализатор с n=3-8 пьезокварцевыми резонаторами с собственной частотой колебаний 10-15 МГц, электроды которых модифицированы селективными и чувствительными сорбентами к газам-маркерам отработки моторных масел, отбирают анализируемый образец моторного масла и помещают в герметично закрывающийся сосуд для насыщения газовой фазы газами-маркерами отработки моторных масел, после установления равновесия в системе газ - жидкость, не нарушая герметичности сосуда, отбирают пробоотборником 1-5 см3 равновесной газовой фазы и инжектируют ее в закрытую ячейку детектирования анализатора газов, фиксируют изменение частоты колебаний модифицированных пьезокварцевых резонаторов в течение 1 мин, по результатам откликов в программе строят «визуальный отпечаток», рассчитывают его площадь Sв.о, отн.ед.2, рассчитывают разность площадей ΔS между площадью «визуального отпечатка» для анализируемой пробы Si и площадью «визуального отпечатка» для стандартного образца моторного масла Sст по формуле ΔS=(Si-Sст)/Sст×l00%, если относительная разница площадей ΔS≤30%, то моторное масло соответствует норме, если ΔS≥30%, то степень отработки масла критическая, при ΔS>45% - моторное масло отработано и подлежит замене.

Изобретение относится к области аналитической химии для определения присадок в моторных маслах и может найти применение в аналитических лабораториях, производственных и технологических лабораториях нефтеперерабатывающих заводов, криминалистической практике.

Изобретение относится к способу и системе для анализа свойств флюидов в микрофлюидном устройстве. Флюид вводится под давлением в микроканал, и в ряде мест, расположенных вдоль микроканала, оптически детектируются фазовые состояния флюида.

Группа изобретений относится к получению характеристик нефтесодержащей текучей среды, извлекаемой из углеводородосодержащего геологического пласта. Представлен способ получения характеристик одного или нескольких свойств многокомпонентной нефтесодержащей текучей среды, заключающийся в том, что: (а) измеряют в скважине с помощью скважинного инструмента анализа текучей среды данные, представляющие, по меньшей мере, одно свойство для группы компонентов многокомпонентной нефтесодержащей текучей среды, и сохраняют данные в считываемой компьютером памяти, причем это, по меньшей мере, одно свойство для группы компонентов является весовым процентом группы компонентов; (б) с использованием процессора компьютера и программного обеспечения, сохраненного в считываемой компьютером памяти, получают, по меньшей мере, одно свойство для соответствующих компонентов группы из группы компонентов на основе данных, сохраненных на этапе (а), причем это, по меньшей мере, одно свойство является весовым процентом для соответствующих компонентов группы, и соотношение, полученное из анализа базы данных давление-объем-температура, причем это соотношение выражается линейной функцией количества атомов углерода для соответствующих компонентов группы и основано на коэффициентах дозирования, вычисленных в соответствии с уравнением где i изменяется в диапазоне целых чисел, соответствующих группе компонентов с определенным количеством атомов углерода в группе компонентов, Ψi - коэффициент дозирования для i-го компонента с определенным количеством атомов углерода в группе компонентов, А и В заданы по результатам регрессионного анализа базы данных давление-объем-температура, и CNi - количество атомов углерода для i-го компонента с определенным количеством атомов углерода в группе компонентов; (в) используют процессор компьютера и программное обеспечение, по меньшей мере, одно свойство для соответствующих компонентов группы, полученных на этапе (б) для оценки или прогнозирования одного или нескольких свойств многокомпонентной нефтесодержащей текучей среды; (г) выводят результаты, полученные на этапе (в) пользователю.

Изобретение относится к диагностированию двигателей внутреннего сгорания, в частности, к устройствам для определения загрязненности фильтра предварительной очистки масла смазочной системы двигателя.

Группа изобретений относится к автомобильной технике. Способ профилактики работы двигателя автомобиля включает оценку соответствия топлива по его устойчивости к окислению на основании определения процентного содержания ВНТ в топливе питания двигателя посредством спектроскопии в ближней инфракрасной области с возможностью изменения указанного содержания и уведомление пользователя о качестве топлива на основании результатов вышеуказанного определения.
Изобретение относится к оценке качества моторных масел и может быть использовано для определения их пригодности при эксплуатации техники. .

Изобретение относится к медицине, а именно к стоматологии, и может быть использовано для диагностики заболеваний тканей пародонта на разных стадиях. Для осуществления способа исследуют слюну, в качестве показателя воспалительного процесса определяют концентрацию свободного оксипролина спектрофотометрическим методом.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения влажности древесины в процессе сушки и хранения. Способ измерения влажности древесины заключается в том, что устанавливают источник и приемник ИК-излучения поперек волокон древесины на выбранную глубину, измеряют поток ИК-излучения, прошедший через древесину, сравнивают полученные измерения с заранее определенной калибровочной зависимостью, связывающей изменение потока ИК-излучения, прошедшего через древесину с влажностью древесины, определенной весовым способом в фиксированные моменты времени, и вычисляют влажность древесины.

Изобретение относится к оптическим устройствам детектирования и идентификации газовых сред и предназначено для качественного анализа состава молекулярных газов, которое найдет применение в качестве оптоэлектронного идентификатора для детектирования токсичных газов, контроля качества пищевых продуктов, мониторинга окружающей среды и для профилактики болезней дыхания по составу выдыхаемого воздуха.

Изобретение относится к исследованию физико-механических свойств сталей и сварных соединений и может применяться в различных отраслях промышленности. Сущность: по окончании процесса воздействия на образец ударным изгибом предварительно готовят микрошлиф образца.

Изобретение относится к области измерительной техники и касается способа обнаружения микроконцентраций горючих и токсичных газов. Способ включает в себя пропускание инфракрасного излучения на рабочей и опорной длинах волн через контролируемый объем.

Изобретение относится к технологии контроля качества измерений, проводимых с использованием компьютерных систем анализа изображений, и может быть использовано для оценки систематической погрешности морфологических характеристик структуры материалов тел в конденсированном состоянии.

Изобретение предназначено для определения компонентов текучего неоднородного вещества в среднем инфракрасном диапазоне. Система измерения затухания содержит проточную трубку (4), средство (10) переноса для создания потока образца через трубку (4), средство (14) измерения затухания в среднем инфракрасном диапазоне и средство (18) вычисления, причем средство (14) измерения затухания функционирует с синхронизацией по времени со средством (10) переноса, а средство (18) вычисления обеспечено прогнозирующей моделью.

Предложена система наблюдения. Система включает одно полое оптическое волокно, проходящее через зону с людьми.

Изобретение относится к химико-фармацевтической промышленности и может быть использовано в контрольно-аналитических лабораториях при проведении анализа флавоноидов в лекарственном растительном сборе «Желчегонный сбор №3».
Изобретение относится к способу и системе для анализа или проверки людей или других объектов на наличие несвойственных или присущих материалов. Способ использует метод спектроскопии в параллельном режиме, согласно которому формируют зондирующий сигнал, одновременно содержащий электромагнитное излучение с шириной полосы пропускания в диапазоне от 10 ГГц до 25 ТГц.

Изобретение относится к медицине, а именно к терапевтической стоматологии, и может быть использовано как способ и устройство для диагностики заболеваний слизистой оболочки полости рта, а именно для дифференциальной диагностики плоского лишая, лейкоплакии и глоссалгии. Способ осуществляют путем вычисления значений электрохимических потенциалов на слизистой оболочке рта, при котором хлорсерябряный электрод располагают в подъязычной области, а активный электрод прикладывают к спинке языка, регистрируя максимальные значения электрохимических потенциалов. При значении, равном 366,83±5,0 mV, диагностируют типичную форму плоского лишая, при значении, равном 315,61±6,9 mV, - эрозивно-язвенную, при значении, равном 333,56±4,3 mV, диагностируют лейкоплакию, а при значении, равном 350,4±5,2 mV, - глоссалгию. Устройство для измерения электрохимических потенциалов, состоящее из измерительного блока, заключенного в корпус, хлорсеребряного электрода сравнения, имеющего на конце съемный стерильный электролитический ключ, представленный эндодонтической канюлей, заполненной физиологическим раствором, а конец активного электрода имеет круглую, плоскую форму диаметром 8 мм. Преимущество использования в способе устройства заключается в повышении точности измерений, полном отсутствии травмирующего воздействия на слизистую оболочку рта при проведении исследования и исключении токсического воздействия калия хлорида (КСl). 2 н.п. ф-лы, 2 ил., 4 пр.
Наверх