CN1673709B - 用于非连续地确定至少一种用在工作机械中的运转液的使用潜力的测量装置和方法 - Google Patents

Abstract

用于带有至少一种运转液的被测物(1)的测量和测试系统，尤其用于测试内燃机，具有与被测物(1)的一个装有运转液的腔室(2)相连接的至少一个测量装置，包括一个用于测量运转液的用量参数的部分测量装置，还包括至少一个用于测量表示运转液的物理和/或化学特征的至少一个特征参数的另外的部分测量装置，以及一个与所述测量装置相连接的控制和评估单元。为了与通过测量技术确定运转液的参数相关地，以系统、简单的方式做出关于运转液参数的可靠性或有效性以及关于其余测量和测试结果的结论，在评估单元(6)中安装一个评估逻辑装置，它将用量参数和最少一个特征参数按照预先规定的关系相结合，并确定运转液的使用潜力。

Description

用于非连续地确定至少一种用在工作机械中的运转液的使用潜力的测量装置和方法

技术领域

本发明涉及一种用于具有至少一种运转液的被测物的测量和测试系统，尤其是用于测试内燃机，所述系统具有至少一个测量装置，该测量装置与被测物的一个盛装有运转液的腔室相连接，包括一个用于测量运转液的用量参数的部分测量系统，还包括至少一个用于测量表示运转液的物理和/或化学特征的至少一个特征参数的另外的部分测量系统，以及一个与测量系统相连的控制和评估单元。本发明还涉及一种用于非连续地确定至少一种在工作机械中使用的运转液的使用潜力的测量装置，以应用在所述测量和测试系统中，具有一个至工作机械的盛装运转液的腔室的连接导管，一个可通过该连接导管填充运转液的测量容器，以及一个评估单元；还涉及一种用于具有至少一种运转液的被测物的测量和测试方法，尤其是用于测试内燃机，其中运转液的一个用量参数以及表示运转液的物理和/或化学特征的至少一个特征参数被确定；还涉及一种在上述类型的测量和测试方法中使用的、用于非连续地确定至少一种在工作机械中使用的运转液的使用潜力的方法。

背景技术

为了对复杂的工作机械，例如内燃机，以及例如活塞式压缩机、气轮机、汽车联动装置以及汽车传动杆等，进行研究和开发，或者例如为了进行质量测试和诊断，需要复杂的测量和测试系统，它应当能够对机械进行重要的检验和优化。其中采用的运转液例如为润滑油、冷却剂，也可能是液态、气态或者例如粉状的燃料和空气，在本文中这种运转液具有特别的意义。运转液必须为机械提供足够的量和适当的特性，并且在驱动机械的过程中被消耗。运转液的消耗可以根据用量和/或根据特征来实现，其中例如冷却剂通常不是用它自身的用量消耗来表示，而是用流量来表示，并且例如当用燃烧气体来燃烧燃料时，不仅根据用量而且根据特性来完整地表示消耗，而例如在消耗润滑油的情况下，消耗在逐渐变化的过程中始终是作为用量和变坏程度来实现。

因此，测量和测试系统经常配备有多个相应的测量设备。它们一方面用于确定运转液的用量参数。根据实施条件和应用情况，实际引入流量或消耗流量、也可能是流量，被确定，例如作为每单位时间或每工作周期的体积或质量，或者作为累积值；或者也可以确定当前仍留在存贮容器中的量、或者相对于最后测量的值的用量差或液位差等。另一方面，测量和测试系统也经常装有用于确定运转液体特征参数的测量设备，这些特征参数可以表示运转液的物理和/或化学特征。这种用于确定特征参数的测量设备和传感器例如还安装在调节设备中，所述调节设备例如用于调节所引入的燃料的温度和压力，或者用于调节所引入的燃烧气体的温度、湿度和压力。

基本上还知道，运转液的用量参数和特征参数相互之间有数学上的联系，还能以这样的方式来确定运转液的其他的、推导出的物理量或化学量、以及其他的用量参数和特征参数.例如将用量参数“体积流量”与特征参数“密度”相乘，得到新的用量参数“质量流量”.或者由超声波流量测量系统的测得的传播时间得到流过的气体的体积流量和声速；以及由作为流体的其他特征参数的声速和测得的压力得到实际的气体密度，从而通过将体积流量和密度相乘得到所求的质量流量.

但是在这种情况下，适用于所有已知系统和装置的是，运转液的用量参数和至少一个特征参数被分别单独地确定并分析，并没有对目前情况下的测量是否有意义，对用量参数、特征参数以及给定情况下的其余测量和测试结果的特定值的有效性做出结论。

关于用量参数，特别是对于现代内燃机的润滑油消耗的测量，这些现代内燃机在考虑到希望减低废气排放时已变得更为重要，由于较低的油耗例如对于柴油发动机意味着微粒值下降，对于四冲程发动机意味着废气后处理系统的耐久性提高，尤其会出现需要考虑的问题。

为了进行油耗测量，例如已知指示剂方法，这类方法通过测量包含在润滑油中的、与消耗量成正比的成分(例如放射性物质、硫或类似物)确定废气中的油耗，但是这类方法很昂贵并且在使用中非常复杂。此外已知通过直接测量内燃机油箱中的液位来确定油耗的设备和方法，例如借助于基于容积分析测量的抽吸系统。但是在这些方法和装置中测量值会受到油密度改变的负面影响，这是由于油箱中的油温改变和油的起泡所引起的。低测量精度和发动机静止状态下进行测量的必要性，以及测量期间发动机工作点的热改变和用于实施测量的整个时间消耗，对于例如在生产测试情况下监控要制造的内燃机有意义的应用形成了阻碍。在开始所述类型的已知装置和方法中这些问题的一部分通过将液位测量移到一个位于内燃机外部的连通的容器中来解决。借助于一个先前得出的校准功能，可以由这种液位测量确定分别位于内燃机内的润滑油量，或者由两个测量值确定在此之间消耗的润滑油量。

在这种类型的、例如由“SEA TECHNICAL PAPER SEEIES93166E-Experience With Oil Consumption Measurements On TheEngine Test Bed，KARLAVL List”或者由DE3537192A1或EP0416267A1已知的装置中，利用一个从内燃机贮油箱的位于下方的燃油泄放螺栓引出的、基本上水平的连接导管实现了测量容器至内燃机的连接，其中内燃机的润滑油上方的空间与测量容器通过一根压力补偿导管来连接。

为了避免在这些借助于高液位分辨率并确定低油耗值的方法和设备中相当迅速地出现的缺点，为了将连接导管设置到燃油泄放螺栓上，需要完全排放掉润滑油，并在安装连接导管之后将整个系统再次填满，另外尤其注意到测量系统的完全排气，在根据AT4139U2的测量装置中建议了一种在内燃机一侧带有适配器装置的连接导管，它能够从上面插入内燃机上的一个已有开口中，一直播到油箱中，并且它的最好基本上指向上方的喷嘴区域被设计为基本上为虹吸式的。由此大大简化了引向连通的测量容器的连接导管的适配。

但是现在在确定消耗量时或者为确定特定运转剂，如内燃机的润滑油的消耗而进行测量之间，可能会出现这样的机器事件或工作状态，它改变了运转剂的特性，以至不能再进行有意义的用量或消耗测量。例如由于有异物进入到要确定的运转剂中，例如有燃料或煤烟进入到润滑油中，大量的泡沫或者运转液中所包含的物质的化学物理变化，例如由于较高工作温度的长期作用，可能会使消耗值出现错误。、

只有当注意到所考虑的运转剂的使用潜力时，对运转剂的备种消耗测量才是有说服力和有意义的.这种使用潜力一方面通过可为工作机械提供的运转剂的量来确定，另一方面通过其特性来确定.作为表示储备量的特征的参数，可以考虑采用已有的或已消耗的质量、体积、填充高度或液位等，而用于评估特性的参数可以是温度、密度、粘稠度、声速、压缩性、单位导电率、介电常数、磁导率或磁化率(铁磁性、顺磁性或者抗磁性)、空气浑浊度(不透明度)、光谱等.例如进入到润滑油中的燃料会改变其密度和粘稠度，正如由于过度起泡而引起的情况那样.在DE10149852A1中描述了一种用于计算车辆燃油的质量下降的方法，它不是通过测量上述的参数来确定质量下降，而由实际测得的油量改变推导得出.但这样不能实现用量参数与特征参数的结合.在EP1286161A2中公开了一种仅用于确定发动机油品质的装置，它借助于一个多功能传感器确定油温以及至少一种品质参数，而没有涉及与用量参数的结合.没有考虑到根据用量的燃油消耗或现有的燃油量的参数.

确定运转液使用潜力的两种参数，即用量和特征，基本上相互无关，因此可以根据测试任务分别使一种参数保持恒定，而观察另一种参数，或者在测试过程中同时监测这两种参数的改变。例如当特征近似恒定的情况下可以测试用量消耗，或者在储备量恒定的情况下可以测试运转剂特征的降低。

发明内容

但这样的结论对于持续增长的自动化测量和测试工作有很重要的意义，它推动了本发明所述系统和开始所述类型的方法的第一个任务的提出，该任务在这里使得利用测量技术确定要测试的机器的运转液的参数成为可能，还以系统的、简单的方式对运转液特定参数的可靠性和可能的有效性做出了结论，并在特定情况下给出了其他测量和测试结果。另一个任务在于，通过这种类型的系统和方法，实现由其他关联所知的测量或非连续的用量确定的精度，并得到一种简单安装或设置的系统，它也可以在工作机械的运行过程中连接并驱动，此外可以实现使用潜力的分析，从而得到关于测量值或整个测试过程的适用性的结论。

为了解决所提出的第一个任务，在根据本发明的系统中，在评估单元中采用了一个评估逻辑装置，它根据预先规定的关系，在各种情况下以矢量方式将确定用量参数和至少一个特征参数结合起来，并确定运转液的使用潜力。使用潜力可以通过数学方式被视作为由原始数值得出的运转液的n维征兆向量，其中通过用量参数和至少一个特征参数形成n个坐标(n大于1)。作为表示储备量的特征的参数，可以考虑使用现有的或已消耗的质量、体积、填充高度或液位等，而用于进行特性评估的参数可以是物理参数，例如温度、密度、粘稠度、声速、压缩率、单位导电率、介电常数、磁导率或磁化率(铁磁性、顺磁性或者抗磁性)、空气浑浊度(不透明度)、光谱等，或者也可以是物理化学参数或化学参数，例如酸性程度(pH值)、氧化程度、硝化作用、碱性、扩散特性、起泡稳定度、空气成分(含量或浓度)、易挥发的碳氢化合物、水蒸气(湿度)、水、防冻剂(通常是乙二醇)、石蜡、焦油、煤烟、尘埃、金属粉末、硅酸盐(沙、尘等)等。

也就是说分别监测运转液所表示的可通过测量技术确定的各个参数，而不参考其他参数，对于这些参数以及也可能是其他测量和测试结果的可靠性或可能的有效性不具有令人满意的说服力.与此相反，当通过测量技术确定的参数(其为一个用量参数和至少一个特征参数)与一个和可通过测量技术确定的参数实质上完全不同的结论(即使用潜力)相结合，并以这种方式作为征兆向量的坐标相关联地在整体上被分析和监测时，可以得出明确的重要结论.

在缺少准备的情况下，和/或在缺少运转液特征的情况下，正常地、与实际测试目标相关地驱动机器是不可能的。因此在这种情况下，在机器上获得的测量结果和测试结果是不合适的，或者仅有有限的有效性。现在为了能够识别出这种有缺陷的状态，或者识别出这种有缺陷的状态的缓慢的或突然的出现，需要进行监测。对于要测试的机器的运转液，现在有多种可能，如不同效果可能相互重叠，甚至可能部分抵消，简单、单独地监测可通过测量技术确定的参数只能得到很小的说服力。

现在例如在较新式的机动车辆上设置有指示车辆是否还能继续行驶、或者发动机当前现有的润滑油还能使用多久、以及下一次应何时加油的装置。这类装置是本发明未提到的情况的一个例子，即相互独立地一方面监测现有油量是否够用，即提供的润滑油是否多于最少油量，另一方面监测近似得到的(通常由累积的高温工作时间得到)估计出的油量减少，以在有害地工作之前保护机器免受损害。在根据本发明的测量和测试装置中，为了进行研究和开发，或者例如为了进行质量测试和诊断，运转液的使用潜力是指：在通常已经是自动化的测量和测试工作中所得到的或可得到的测量结果的有效性和可用性。例如为了避免过小和过大的润滑油消耗，例如与润滑油粘稠度以及可能的其他参数相关地，可能使测试过程的结果毫无价值，因此必须识别并指示出这种情况。

当有燃料，例如汽油，进入到润滑油中的时候，润滑油的消耗可能为零，甚至是负值。现在当不可能由于掺入煤烟而使润滑油变浓稠、并且变浓稠的情况可以直接得到补偿时，这种所谓的燃料对润滑油的稀释例如可以通过粘稠度测量识别出来。这种煤烟的进入可通过由润滑油的不透明度确定的其他特征参数加以考虑。另外在这种情况下应注意到，燃料稀释只有在适度的润滑油温度下才起作用，因为燃料在更高的温度下又会使润滑油变浓稠。但是较高的温度可能会油部分焦化，这样当人们不能信赖新的油输出状态时会出现问题，也必须考虑温度负荷变化。

所有确定运转液使用潜力的参数，即用量和特征，总体来看是相互不相干的，因此可以根据测试任务分别使一种参数保持恒定，而考察另一种参数，或者在测试期间同时监测这两种参数的变化。例如在特征近似恒定的情况下可以监测用量消耗，或者在储备量近似恒定的情况下可以监测运转剂特性的降低。也可以参照在被测物处得到的其他测量值进行坐标变换，以实现对可靠和不可靠状态的更好的分辨能力，以及对监测做出更适宜的表示。例如在冷却液的情况下，可以借助于与防冻剂的含量相关的冷却液的热容量和冷却液流量得到热传递潜力，并在使用潜力中加以考虑。此外，如果得知在机器中实际出现的温度和热传递，则可以确定所传递的热量，并进行进一步的分析。由上述描述可见，使用潜力并不是可逆的唯一的量：对于工作中的机器的运转液，可能有多个可能的使用潜力，这分别根据其中引入了哪些测量参数以及使用了哪种坐标变换来决定。

如上所述，对于其他运转液也可能出现类似的效应.始终清楚的是，简单地、与其他参数独立地分别监测一个参数并不能得到所要求的说服力；在冷却剂的情况下，其中除了可供使用的量之外例如还涉及到防冻剂的含量，必须通过增加流量或足够高的流量来补偿其较差的防冻性；或者在消耗汽油的情况下，当它作为质量流而不是仅作为体积流被确定时，例如考虑到对可燃性具有强烈影响的易挥发的碳氢化合物，它是有问题的，以及在与其一起传送的微小蒸汽泡中(这种微小蒸汽泡在改变压缩度时是可以注意到的)，它也对喷油系统具有显著的影响.

该系统的一个具有优点的实施方式的特征在于，在评估逻辑装置中使用一个模块，它将使用潜力值与可预先定义的额定值或置信范围进行比较，并显示偏差。由此可以使使用潜力及其值域离散分布的额定值和/或置信范围以二维或多维面(根据有多少特征参数与用量参数相关来确定)的形式对应于所述征兆向量，并且使得不可靠的偏差可以在监测中被明确地识别出来。

当用于用量参数的测量装置的至少一部分也表现为用于特征参数的测量装置的一部分时，可以得到所述系统的一个特别适合的装置结构。两个部分测量装置的这种在设备上的结合特别具有优点，因为它们需要与运转液共同接触，从而可以在结构上利用可能的空间和设备上的协作。

另外，当用于用量参数的测量装置的至少一部分以及用于特征参数的测量装置的一部分以测量技术的方式耦合到一起时，有利地得到了所要利用的协作。这例如可以通过对这两个部分测量装置的相互关联的整体运行控制来实现，使得不同的测量可以在相互关联的时刻、最好是同时、或者在时间上非常接近地实现。或者测量技术上的耦合可以通过对两个部分测量装置给定的对所存储的参数和/或测量值的访问可能性来实现。或者可以由最初确定的参数，基本参数，来确定其他参数，例如像上面所描述的，由体积流量和密度确定质量流量。

在用于上述测量系统的根据本发明的测量装置中，所提出的第二个任务这样来解决：设置至少一个储备量测量装置，它也包含测量容器，并配备有一个用于至少确定可供工作机械使用的运转液的当前储备量的装置，以及一个特征测量装置，在该装置中确定运转液的至少一个特征参数。其中在总体上确定储备量，直到可预先给定的剩余量，其中剩余量的预先给定可以从零出发直到接近于可提供的运转剂的最大量。

由于在许多情况下对运转液的当前状态进行描述并不够，根据一个具有优点的实施方式，储备量测量装置装有一个用于确定由工作机械所消耗的运转液用量的装置。

具有优点的是，根据本发明的另一个特征，建议储备测量装置通过一个连接导管与工作机械相连接，所述的连接导管在工作机械一侧设置有一个可插入到工作机械上的一个已有的开口中、直至插入可预先给定的高度的适配器装置，其中在连接导管中设置有一个泵装置，并且其中在测量装置的一个评估单元中，通过连续的测量确定由工作机械所消耗的运转液的用量。这样一方面可以将测量容器相对于工作机械设置在任意高度，并且可以通过在机器工作期间可访问的开口将连接导管从要测量的液体中取出，而无需使机器停止。

具有优点的是，用于包含在测量容器中的运转液的储备量测量装置在测量容器的底部包括一个压力传感器，所述压力传感器与评估单元相连接。由此可以在每次测量之前，即每次从工作机械中抽取出液体之前，通过压力传感器的配衡实现传感器零点偏移的补偿。在时间进程中或者在连续测量之间从测量容器中的壁膜流向传感器的运转液的量也可以被加以考虑。

其中当泵装置与装有程序的评估单元相连接时，该程序在泵装置进行抽吸工作期间确定从压力传感器得到的压力值随时间变化的斜率，并当低于一个任意预先给定的临界值时，在一段预先规定的时间间隔之后关断泵装置，可以不采用压力或填充高度开关来确定抽取率.抽取率的确定通过以软件方式或通过固定连线的电路所实现的对测量容器中的填充高度斜率的确定来完成.压力斜率也可以用于对运转液的特性做出结论，因为其倾斜程度可以对运转液的密度做出结论，或者倾斜程度的改变可以识别出相对于其他测量密度的改变.由上述描述很清楚的是，当像压力传感器装置那样，既可以识别测量容器中的填充高度也可以识别至少相对的密度改变时，尽管储备量和特征测量装置是功能上不同的装置，但它们可以在设备上组装在一起或者至少是相互重叠.

在根据本发明的一个实施方式中，测量装置-其中测量容器通过一个可闭塞的连接导管(该连接导管中总是可以设置一个泵装置)与一个用于盛装在工作机械中使用的运转液的储备容器相连接，为了工作机械的安全起见，在每次测量结束后，所消耗的运转液可以立即被再次注满。这样在每次测量时可以将精确限定数量的可任意调节的运转液装入测量容器中，由于来自工作机械的运转液，能够保护压力传感器不受温度影响。

为此最好在这个特别具有优点的实施方式中进一步建议，将闭塞装置和/或泵装置同样与装有程序的评估单元相连接，该程序在超出一个预先规定的消耗值和/或低于一个预先规定的、测量容器中的压力传感器的压力值时，打开闭塞装置，和/或启动泵装置，直到达到预先规定的压力值。

根据本发明的另外一个特征，测量装置的特征在于，特征测量装置包含有泵装置，其中在评估单元中得到泵装置的参数，作为表示运转液特征的量。这样可以使原本所需的装置组件同样以具有优点的方式用于确定特征参数。

根据一个具有优点的实施方式，当泵装置具有一个与粘稠度相关的特征曲线，并且最好作为齿轮泵实现时，通过在恒定功率下求转数或者求恒定转数所需的功率，可以得到关于运转液特性，尤其是其粘稠度的结论。

很显然，也可以考虑使特征测量装置包含一个用于确定一个特征参数的单独的传感器装置。这样，除了用于用量或消耗测量的测量装置外，还可以提供浊度测量设备、用于确定电或磁的物理量的传感器等。

对于开始时所述的用于表示工作机械的运转液的物理和/或化学特征的测量方法，能够以系统的、简单的方式对运转液的特定参数的可靠性或可能的有效性、以及其余测量和测试结果做出结论的优点如此实现：在评估单元中由用量参数和至少一个特征参数确定运转液的使用潜力。

为了能够分析用量或消耗测量是否有意义，或者为了能够分析由此得到的值的可靠性，或者还为了能够分析整个测试过程和/或在测试过程期间被测物的常规的功能，根据本发明的另一个特征，在评估逻辑装置中将使用潜力值与预先规定的阈值或置信范围进行比较，并显示偏差。

其中具有优点的是，运转液的用量参数、以及用于表示运转液的物理和/或化学特性的为使用潜力所需的特征参数、或者上述特征参数中的每一个参数，同时或者至少在时间非常接近地被确定。

根据本发明所述测量和测试方法的一个具有优点的实施例，特定的基本测量结果或基本参数被作为确定运转液的用量参数、以及用于表示运转液的物理和/或化学特性的为使用潜力所需的特征参数、或者上述特征参数中的每一个参数的基础。

为了实现由其他关系所知的校准或非连续用量确定的精确度的优点，并且为了得到可简单安装或连接的系统，该系统也可以在工作机械运行期间被关断或启动，另外为了能够对使用潜力进行分析并从而得到关于测量值或整个测试过程的适用性的结论，可以这样来实现：将运转液的至少一部分从工作机械中取出，放入到测量容器中，在该容器中至少得到可为工作机械提供的运转液的当前储备量，其中对于特征测量装置中的每次这种储备量测量都得到至少一个相应的运转液特征参数.

另外具有优点的是，确定工作机械中运转液的消耗量。

为了能够尽可能简单地构造装置，避免不必要的压力开关，根据本发明的另一个实施方式的方法的特征在于，运转液流到设置在工作机械附近的一个测量容器中，直到到达工作机械中一个预先给定的剩余量，确定由此在测量容器底部产生的压力，并从而在评估单元中得到测量容器中运转液的量，其中总是通过至少两次测量得到所消耗的运转液的量。

根据该方法的一个具有优点的实施例，在将运转液从工作机械中抽取出的过程中，确定测量容器中压力值随时间变化的斜率，当低于一个任意预先给定的临界值时，泵出过程在一个预先规定的时间间隔之后终止。当泵已经将气体或运转液/气液混合物从工作机械中、从工作适配器装置的喷嘴区域附近抽出时，运转液从工作机械中被抽取出的过程就会停止。这样位于连接导管中的运转液的量，包括壁膜，也可能是小液滴等，实际上被完全泵入到测量容器内。此外，对压力斜率变化的分析也可以对所抽取出的运转液的密度，至少相对于其他测量，做出结论。

其中具有优点的是，当超出一个预先规定消耗值和/或低于一个预先规定的、测量容器中的压力值时，运转液从一个储备容器被引入到测量容器中，直到达到预先规定的压力值，这样通过保持运转液的预先给定的液位，可以确保要测试的工作机械与此相关不受干扰地工作。这样由于置于测量容器中的可任意调节的运转液的量始终相同，可以保护位于其中的传感器不受温度影响。

具有优点的是对于为了进行储备量或消耗量测量对从工作机械所取出的运转液的量确定特征参数。

根据本发明的另一个实施例，为了确定特征参数，将运转液引入一个与储备量测量装置不同的测量装置。由此可以得到与借助于储备量测量装置确定的参数无关的任意的特征参数。

附图说明

下面借助于附图中所示的在内燃机中的润滑油消耗量测量的实施例更详细地说明本发明，其中在附图中示意性地表示出了一个内燃机上的根据本发明的测量装置的一个特定实施方式。

具体实施方式

为了定量地确定包含在内燃机1或包含在其油箱2中的润滑油的消耗量，通过一个连接导管3将一个相对于内燃机1设置在任意位置的测量容器4与内燃机1的油箱相连接.这个测量容器也可以根据需要被加热，并在底部设置有一个压力传感器5，其输出信号在评估单元6中被处理.在评估单元6中，由测量容器4中的流体静力学压力确定位于容器中的润滑油的量，或者通过将两次连续的测量进行比较来确定两次测量之间所消耗的润滑油的量.最好在每次测量之前对压力传感器5进行配衡，以始终考虑到由前次测量遗留在测量容器4中的润滑油.

在连接导管3中置入一个最好是可逆的泵装置7，它限定了适配器装置8在油箱中通过预先固定给出的、并对于每次后续测量都保持恒定的浸入深度，从油箱2中抽取出预定量的润滑油，并且最好经由一个图中未示出的污泥箱泵入到测量容器4中。所有的润滑油量也可以从内燃机1中被抽取出来，并送至测量容器4。

这个适配器装置8最好通过原本设置在内燃机1上的开口，例如油位控制口，引入到油箱2中。也可以通过内燃机的排油口来实现连接。适配器装置的可靠固定总是非常重要的，因为取样位置的每次改变(可能是上升或下降，也可能是倾倒或翻转)，可能会使得到的消耗量值发生错误。

在测量结束之后，泵装置7的输送方向反向，润滑油又从测量容器4被送至内燃机1的油箱2。

泵装置7-它由于下面所述的原因可能需要短时间地输送气液混合物或仅输送气体-还与评估单元6相连接，所述评估单元控制所述泵装置7的运行。首先为了省去其他的压力开关，抽取过程通过确定测量容器4中的填充高度斜率来得到。为此在将润滑油从内燃机1中抽取出来的过程中，在评估单元6中确定测量容器4中通过压力传感器5得到的压力值的随时间变化的斜率，当低于一个可任意给定的临界值时，评估单元6关断泵装置7，从而停止泵出过程。具有优点的是，根据是否低于临界值，泵出过程在一段预先规定的时间间隔之后被终止，从而通过尽可能获取位于适配器装置8、连接导管3和泵装置7中所有的润滑油量，包括壁膜，也可能是小液滴等，确保了最高的精确度。很显然，其前提条件是穿过测量容器4冒泡的空气不会产生不允许的泡沫，并且不会产生消耗量测量误差，这对于通过测量容器4中的压力值进行用量确定的情况是非常良好的情况。

通过压力斜率的变化过程也可以得出关于一个特征参数的结论，即通过例如由于掺入燃料而发生改变的润滑油的密度和/或粘稠度而得出上述结论，润滑油的密度和/或粘稠度例如由于掺入燃料而发生改变，从而使润滑油消耗量测量发生错误或者变得无用。在管道横截面、管道长度等方面相同的系统设计中，以及在泵装置7的需求体积恒定的情况下，在每次测量时测量容器4中的填充高度都会改变，直到每单位时间的最大液位高度精确地相等，而与润滑油密度成正比的压力上升。因此在这种情况下，可以由压力上升的变化过程得到密度，并且具有相同特性的润滑油也总是产生相同的压力上升。为此在评估单元6中安装一个评估逻辑装置，它将消耗量作为相关的用量参数与特征参数“密度”按照预先规定的关系联系起来，并且确定运转液润滑油的使用潜力。

最少可以由过程的变化在所观察的测量中得到润滑油特性的相应改变。从这个例子中可以看出，用于储备量或消耗量测量的测量装置可以与特征测量装置在设备上结合到一起，而它们相互间只有功能不同。由这个例子也可以得到测量技术上的耦合，因为用量参数和特征参数都共同涉及到测量容器4中压力传感器5的值。由此还可以直接得到测量容器4中压力值确定的压力上升的变化过程，从而通过这中时间上非常接近的设计给出了测量技术上的关联。

在评估单元6的评估逻辑装置中最好安装一个模块，它将按照上述方法得到的使用潜力的值与存储在评估单元6中的、可预先规定的、且可以进行匹配的额定值或置信范围进行比较，并指示偏差.这可能是对单个测量值或整个测试过程缺少可靠性或可信度而发出的简单的警报，也可能是对出现的不可靠的结果或者测量中出现偏离预先给定的范围的测量值的较为精确的指示.

类似地，在液位测量中借助于超声波来表示状态，其中在运转液中一方面直到一个参考标记的传播时间与另一方面直到要测量的液面的传播时间同时地或者至少直接相邻地、借助于相同的测量装置进行比较。第一次测量得到了也作为特征参数的声速，也可能在测量声波衰减时附带得到液体的粘稠度，第二次测量得到了填充高度、从而得到了储备量测量。一个附带的压力传感器同时或直接在此之前或之后确定的值的结合也得到了运转液的密度和压缩度。

在电基础上的特征参数的一个例子是借助于一个电容液位传感器进行的液位测量。通过将参考电容器与测量电容器的值进行比较，得到了液位。但其具有已知参数的参考电容器同时得到被测液体的介电常数，它也可作为特征参数。这里储备量测量装置也是在功能上不同的特征测量装置，尽管它们在设备上完全结合在一起。

当考虑到与储备量测量装置相应的、且用于确定特征参数，例如润滑油的粘稠度的泵装置7的参数时，例如规定用量或储备量测量装置与特征测量装置部分重叠。当泵装置7(如最好采用齿轮泵)具有一个与粘稠度强烈相关的特征曲线时，在泵参数(例如泵功率)保持恒定的情况下，对通过该特征曲线联系起来的第二个参数(例如需求量)的测量得到了所需运转液的粘稠度。

当然也可以对于储备量参数和特征参数采用在设备上完全不同的测量装置。这样可提供单独的密度测量，或者在附加的测量装置确定电或磁的物理量，这个附加的测量装置与用于储备量或消耗量测量的测量装置在设备上并不重叠。

一个自动的再次填充装置通过一个导管9直接连接在测量容器4上，所述再次填充装置由一个用于盛装用在内燃机1中的润滑油的储备容器10和一个闭塞装置和/或另一个泵装置11组成。其中这个泵装置11同样与评估单元16相连接。在评估单元6中装入一个程序，该程序在超出一个可预先规定的消耗值和/或低于一个可预先规定的、测量容器4中的压力传感器5的压力值时启动所述另一个泵装置11，直到达到可预先规定的压力值，即最好直到在内燃机1的油箱2中再次得到润滑油的最初填充高度。

当润滑油从测量容器4泵回到油箱2中时，在一段预先规定的时间间隔之后，泵回过程在测量容器4通过压力传感器5确定的排空之后立即结束是具有优点的，这确保了位于测量容器4、适配器装置8、连接导管3和泵装置7中的所有润滑油的量，包括壁膜或者小液滴等，尽可能地被泵回。

为了得到消耗值而正确地考虑到可能仍留在测量容器4中的润滑油，可以在泵回过程结束之后再次用压力传感器5进行测量。总是在测量容器4中保留一定量的润滑油对于保护压力传感器5不受温度影响是非常具有优点的。此外，通过这一措施可以提高测量精确度，因为避免了温度相关性。也可以在每次测量之前从储备容器10向测量容器中放入精确限定的量的润滑油，以保护压力传感器免受温度影响。

适配器装置8可以在油箱2的喷嘴区域内设计成基本上为虹吸式的、带有基本上呈U型向上弯曲的末端。

评估单元6本身可以同样与其他测量、分析、存储装置12或类似装置相连接，它们可以满足各种备样的任务，或者可以对测量结果进行进一步的处理。

以相同或类似的方式，也可以确定压缩机的油耗、内燃机的燃料消耗或者冷却剂的消耗，其中在最后一种情况下，防冻剂含量(它也像已知的冷却剂密度那样)形式的防冻效率也可以作为特征参数加以考虑。下面所建议的系统和方法的基本原理也可以用于确定内燃机的最好可以调节的燃烧气体的消耗量，其中燃烧气体的一种或多种可调节的量，例如压力、温度、湿度等，可以作为特征参数加以考虑。

Claims (27)

1.用于带有至少一种运转液的被测物(1)的测量和测试系统，具有与被测物(1)的一个盛装有运转液的腔室(2)相连接的至少一个测量装置，包括一个用于运转液的用量参数的部分测量装置，还包括至少一个用于表示运转液的物理和/或化学特征的至少一个特征参数的另外的部分测量装置，以及一个与所述测量装置相连接的控制和评估单元，其特征在于，在评估单元中安装有一个评估逻辑装置，所述评估逻辑装置将用量参数和至少一个特征参数按照预先规定的关系、在各种情况下、但是以向量方式结合起来，并且确定运转液的使用潜力。

2.如权利要求1所述的测量和测试系统，其特征在于，在评估逻辑装置中安装有一个模块，该模块将使用潜力值与预先规定的阈值或置信范围进行比较，并指示偏差。

3.如权利要求1或2所述的测量和测试系统，其特征在于，用于用量参数的测量装置的至少一部分也表现为用于特征参数的测量装置的一部分。

4.如权利要求1或2所述的测量和测试系统，其特征在于，用于用量参数的测量装置的至少一部分和用于特征参数的测量装置的一部分在测量技术上相耦合。

5.如权利要求3所述的测量和测试系统，其特征在于，用于用量参数的测量装置的至少一部分和用于特征参数的测量装置的一部分在测量技术上相耦合。

6.在如权利要求1至5中任一项所述的测量和测试系统中使用的测量装置，用于非连续地确定用在工作机械(1)中的至少一种运转液的使用潜力，具有一个至该工作机械(1)的盛装着这种运转液的腔室(2)的连接导管(3)，一个借助于连接导管(3)可用运转液来填充的测量容器(4)，以及一个评估单元(6)，其特征在于，还具有至少一个包含测量容器(4)的储备量测量装置(4，5，6)，该储备量测量装置装备有一个至少用于确定可为工作机械(1)提供的运转液的当前储备量、直到一个预先给定的剩余量的装置，还具有一个特征测量装置，在该特征测量装置中确定运转液的至少一个特征参数。

7.如权利要求6所述的测量装置，其特征在于，储备量测量装置装备有一个用于确定由工作机械(1)所消耗的运转液用量的装置。

8.如权利要求7所述的测量装置，其特征在于，储备量测量装置(4，5，6，7)经由连接导管(3)与工作机械(1)相连接，所述连接导管(3)在工作机械(1)一侧设置有一个可插入到工作机械(1)上已有的开口中、直到插入到一个预先给定的高度的适配器装置(8)，其中在连接导管(3)中置入第一个泵装置(7)，并且在测量装置的评估单元(6)中通过相继测量确定由工作机械(1)消耗的运转液用量。

9.如权利要求8所述的测量装置，其特征在于，用于测量盛装在测量容器(4)中的运转液的量的储备量测量装置在测量容器(4)的底部具有一个压力传感器(5)，该压力传感器与评估单元(6)相连接。

10.如权利要求8或9所述的测量装置，其特征在于，所述第一个泵装置(7)与评估单元(6)相连接，在评估单元(6)中装有程序，该程序在所述第一个泵装置(7)的抽吸操作期间确定由压力传感器(5)所得到的压力值随时间变化的斜率，并在低于一个可任意预先给定的临界值时，在一段预先规定的时间间隔之后关断所述第一个泵装置(7)。

11.如权利要求6所述的测量装置，其特征在于，测量容器(4)通过一个带有闭塞装置的连接导管(9)与一个用于盛装在工作机械(1)中使用的运转液的储备容器(10)相连接，这个带有闭塞装置的连接导管(9)同样包含第二个泵装置(11)。

12.如权利要求11所述的测量装置，其特征在于，所述闭塞装置和/或所述第二个泵装置(11)同样与评估单元(6)相连接，在评估单元(6)中装有程序，该程序当超出一个预先规定的消耗值和/或低于在测量容器(4)中的压力传感器(5)的一个预先规定的压力值时打开所述闭塞装置和/或启动所述第二个泵装置(11)，直到达到预先规定的压力值。

13.如权利要求6所述的测量装置，其特征在于，特征测量装置(6，7)包含所述第一个泵装置(7)，其中在评估单元(6)中确定所述第一个泵装置(7)的参数，作为表示运转液的特性的量。

14.如权利要求13所述的测量装置，其特征在于，所述第一个泵装置(7)具有与粘稠度相关的特征曲线。

15.如权利要求14所述的测量装置，其特征在于，所述第一个泵装置(7)作为齿轮泵实现。

16.如权利要求6所述的测量装置，其特征在于，特征测量装置包含有一个用于确定特征参数的单独的传感器装置。

17.用于带有至少一种运转液的被测物(1)的测量和测试方法，其中运转液的用量参数和用于表示运转液的物理和/或化学特征的至少一个特征参数被确定，其特征在于，所述用量参数和每个特征参数均通过对运转液进行直接测量而确定，并且在评估单元中安装有一个评估逻辑装置，所述评估逻辑装置将用量参数和至少一个特征参数按照预先规定的关系、在各种情况下、但是以向量方式结合起来，并且确定运转液的使用潜力。

18.如权利要求17所述的测量和测试方法，其特征在于，在评估逻辑装置中将使用潜力值与预先规定的阈值或置信范围进行比较，并指示偏差。

19.如权利要求17或18所述的测量和测试方法，其特征在于，运转液的用量参数和与使用潜力相关的、用于表示运转液的物理和/或化学特征的特征参数或者所述每一个特征参数被同时、或者至少在时间上非常相近地确定。

20.如权利要求17所述的测量和测试方法，其特征在于，所确定的基本测量结果或基本参数是确定运转液的用量参数以及与使用潜力相关的、用于表示运转液的物理和/或化学特征的特征参数或者所述每一个特征参数的基础。

21.在如权利要求17至20中任一项所述方法中用于非连续地确定用在工作机械(1)中的至少一种运转液的使用潜力的方法，其特征在于，将运转液的至少一部分从工作机械(1)中取出，直到一个预先给定的剩余量，将取出的部分运转液放入一个测量容器(4)，其中至少确定可为工作机械(1)提供的运转液的当前储备量，并且对于每次这种储备量测量，在特征测量装置中确定运转液的至少一个相应的特征参数。

22.如权利要求21所述的方法，其特征在于，确定在工作机械(1)中运转液的消耗量。

23.如权利要求21或22所述的方法，其特征在于，运转液从工作机械(1)被装入到一个设置在工作机械(1)附近的测量容器(4)中，确定由此在测量容器(4)底部产生的压力，并从而在评估单元(6)中确定测量容器(4)中运转液的量，其中也由至少两次测量确定运转液消耗的量。

24.如权利要求23所述的方法，其特征在于，在将运转液从工作机械(1)抽取出来的过程中，确定测量容器(4)中压力值随时间变化的斜率，当低于一个可任意给定的临界值时，在一段预先规定的时间间隔之后终止抽取过程。

25.如权利要求23或24所述的方法，其特征在于，当超出一个预先规定的消耗值和/或低于测量容器(4)中的一个预先规定的压力值时，将运转液从一个储备容器(10)引入到测量容器(4)中，直到达到预先规定的压力值。

26.如权利要求21所述的方法，其特征在于，对于为了进行储备量或消耗量测量而从工作机械(1)中取出的运转液的量确定特征参数。

27.如权利要求26所述的方法，其特征在于，为了确定一个与储备量测量装置不同的测量装置的特征参数而引入运转液。