CS216435B1

CS216435B1 - Air in oil sensor

Info

Publication number: CS216435B1
Application number: CS581A
Authority: CS
Inventors: Karel Zehnula; Jaroslav Kopacek
Original assignee: Karel Zehnula; Jaroslav Kopacek
Priority date: 1981-01-04
Filing date: 1981-01-04
Publication date: 1982-10-29

Abstract

Vynález sa týká snimačaumožňujúcehomeranie obsahu vzduchu v oleji, ktorý sa používá predovšetkýmv hydraulickýchsústaváchakomédiumpre přenos energie. Snímač je vytvořený vtrubke,ktorá je súčasne jeho nosnou častou a podstata vynálezu spočívavtom.ževtrubkejeuloženýkondenzátorový systém tvořený sústavou prvých elektrod a druhých elektrod navzájom oddělených izolačnou hmotou a usporiadaných v tvare dvojchodého závitu.The invention relates to a sensor enabling measurement of the air content in oil, which is used primarily in hydraulic systems as a medium for energy transmission. The sensor is formed in a tube, which is also its supporting part, and the essence of the invention lies in the fact that a capacitor system consisting of a system of first electrodes and second electrodes separated from each other by an insulating material and arranged in the shape of a double-turn thread is placed in the tube.

Description

Vynález sa týká snímača umožňujúceho meranie obsahu vzduchu v oleji používanom predovšetkým v hydraulických sústavách.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sensor for measuring the air content of an oil used primarily in hydraulic systems.

Olej používaný v hydraulických sústavách ako médium pre přenos energie musí predovšetkým vyhovovat’ požiadavkám na minimálnu stlačiternosť a to aj pri vysokých pracovných tlakoch. Vzhradom k tomu, že hydraulické zariadenia majú styk so vzduchom, dochádza vplyvom dynamických procesov počas ich prevádzky kzavzdušňovaniu přenosového média, pričom v závislosti od množstva obsiahnutého vzduchu sa menia vlastnosti média a to až do tej miery, že přestává splňať požiadavky kladené na vlastnosti hydraulickej kvapaliny a stává sa nepoužitelným. Z uvedeného dóvodu je nevyhnutné uskutečňovat meranie obsahu vzduchu v oleji. Obsah vzduchu v oleji sa dá určit’ napr. meraním hustoty pomocou niektorého typu hustomeru, a to či už meraním vztlaku, absorbcie, jádrového žiarenia a pod. Významnou metodou je tiež infračervená spektroskopia, ktorá však představuje pomeme nákladné riešenie daného problému. Ďalšou metodou je plynová chromatografia, popřípadě analyzátory využívajúce změny indexu lomu světla prechádzajúceho meraným prostředím. Spoločnou nevýhodou zariadení, ktoré umožňujú merať obsah vzduchu v oleji s využitím uvedených metod je ich poměrná zložitosť, ako aj to, že neumožňujú uskutečňovat’ meranie priamo počas prevádzky v hydraulickom systéme, ale len v laboratómych podmienkach. Naviac žiadne z doposial známých zariadení neumožňuje uskutečňovat meranie v extrémnych podmienkach, ktoré sú dané vysokým tlakom a vysokou teplotou hydraulickej kvapaliny v hydraulických sústavách počas : prevádzky.In particular, the oil used in hydraulic systems as an energy transfer medium must comply with minimum compressibility requirements, even at high working pressures. Due to the fact that hydraulic devices are in contact with air, due to the dynamic processes during their operation, the transfer medium is ventilated and, depending on the amount of air contained, the properties of the medium change to such an extent that it ceases to meet the hydraulic fluid requirements. and becomes unusable. For this reason, it is necessary to measure the air content of the oil. The air content of the oil can be determined by e.g. measuring the density by means of some type of hydrometer, whether by measuring buoyancy, absorption, nuclear radiation and the like. Infrared spectroscopy is also an important method, but it is a relatively costly solution to the problem. Another method is gas chromatography or analyzers using changes in the refractive index of light passing through the measured environment. A common disadvantage of devices which make it possible to measure the air-in-oil content using these methods is their relative complexity and the fact that they do not allow measurements to be carried out directly in the hydraulic system during operation, but only in laboratory conditions. In addition, none of the prior art devices allows measurements to be made under extreme conditions, which are due to the high pressure and high temperature of the hydraulic fluid in the hydraulic systems during operation.

Uvedené nevýhody odstraňuje snímač vzduchu v oleji vytvořený v rúrke, ktorá je súčasne jeho . nosnou častou podía vynálezu, ktorého podstata spočívá v tom, že v rúrke je uložený kondenzátoro- j vý systém vytvořený sústavou prvých elektrod ; a druhých elektrod navzájom oddělených izolač- í nou hmotou. Prvé elektródy a druhé elektródy sú usporiadané v tvare dvojchodého závitu, poprípa- i de majú tvar prstenca. jThe above-mentioned disadvantages are overcome by the oil-in-oil sensor formed in the pipe which is simultaneously its. a carrier part according to the invention, characterized in that a condenser system formed by an array of first electrodes is embedded in the tube; and second electrodes separated from each other by an insulating material. The first electrodes and the second electrodes are arranged in the form of a double-threaded thread, possibly in the form of a ring. j

Výhodou snímača vzduchu v oleji podía vynále- i zu je, že aj napriek jednoduchosti konštrukčného riešenia umožňuje uskutečňovat meranie priamo počas prevádzky hydraulického systému a to aj pri extrémnych parametrech meraného média. Vzhladom k tomu, že snímač je možné realizovat’ ako prietočný s minimálnym objemom prietokového i kanála, pričom vnútorný» priemer snímača sa móže i zvolit’ rovnaký, ako je priemer prietokového kaná- : la hydraulického systému, nezváčšuje sa pri použití ¹snímača ani hydraulický odpor.An advantage of the air-in-oil sensor according to the invention is that, despite the simplicity of the design, it makes it possible to carry out measurements directly during operation of the hydraulic system, even at extreme parameters of the medium to be measured. Due to the fact that the sensor can realize "that a flow with a minimum volume and the flow channel, the inner» diameter of the sensor can also select the same as the diameter of the flow Kana- la of the hydraulic system does not increase, in use, ^one pickup or power resistance.

Na pripojenom výkrese je znázorněný příklad i zhotovenia snímača vzduchu v oleji podTa vynálezu, kde je na obr. 1 znázorněná časť snímača v pozdlžnom řeze a na obr. 2 je znázorněná schéma kapacitného systému snímača.In the accompanying drawing, an example of an embodiment of an air-in-oil sensor according to the invention is shown. 1 shows a longitudinal section of the sensor part and FIG. 2 is a diagram of a capacitive sensor system.

Nosnou častou snímača vzduchu v oleji je rúrka 1, v ktorej je uložený kondenzátorový systém vytvořený prvou elektrodou 3 a druhou elektrodou 4, ktoré sú usporiadané v tvare dvojchodého závitu a navzájom fixované izolačnou hmotou 2, ktorá musí mať definované mechanické a elektrické vlastnosti. Prvá a druhá elektróda 3,4 je vyvedená pomocou vysokotlakových priechodok stěnou rúrky 1, pričom elektródy 3, 4 možu mať tiež tvar prstenca, skrutkovice a pod. podía tvaru prietoko- vého kanála.The carrier part of the air-in-oil sensor is a tube 1, which houses a condenser system formed by a first electrode 3 and a second electrode 4, which are arranged in the form of a double-threaded thread and fixed to each other by an insulating material 2. The first and second electrodes 3, 4 are led by means of high-pressure bushings through the wall of the tube 1, the electrodes 3, 4 being also in the form of a ring, helix and the like. according to the shape of the flow channel.

Počas prevádzky hydraulického zariadenia pre- ; těká snímačom merané médium 5, ktoré tvoří zmes oleja a vzduchu. Medzi prvou elektrodou 3 a rúrkou 1 je vytvořený prvý kondenzátor Ca a medzi druhou elektrodou 4 a rúrkou 1 je vytvořený druhý kondenzátor Cb, pričom medzi elektrodou 3 á druhou elektrodou 4 vo vnútri izolačnej hmoty 2 je vytvořený třetí kondenzátor Cz. Kapacity prvého, ; druhého a tretieho kondenzátora Ca, Cb a Cz tvoria dohromady prvú kapacitu Cx, ktorá má len parazitný vplyv a na funkcii snímača sa nepodiela. Vlastnú meraciu kapacitu představuje potom druhá kapacita Cy, ktorá je. tvořená prvou elektrodou 3, druhou eletkródou 4 a dielektrikom meraného média 5 a ktorá je daná paralelným spojením prvej a druhej kapacity Cx, Cy. Parazitný vplyv prvej kapacity Cx a čiastočne tiež druhej kapacity Cy je potřebné kompenzovat kompenzačnou kapacitou alebo 1 iným prvkom, ktorý musí byť vstávaný v snímači.During operation of the hydraulic system pre-; flows through the sensor-measured medium 5, which is a mixture of oil and air. A first capacitor C is formed between the first electrode 3 and the tube 1 and a second capacitor Cb is formed between the second electrode 4 and the tube 1, wherein a third capacitor C is formed between the electrode 3 and the second electrode 4 within the insulating material 2. Capacities first; The second and third capacitors Ca, Cb and Cz together form the first capacitance Cx, which has only a parasitic effect and does not participate in the sensor function. The actual measuring capacity is then the second capacity Cy, which is. formed by a first electrode 3, a second electrode 4 and a dielectric of the measured medium 5 and which is given by the parallel connection of the first and second capacities Cx, Cy. The parasitic effect of the first capacitance Cx and partly also of the second capacitance Cy needs to be compensated by a compensating capacitance or 1 other element which must be woken up in the sensor.

Snímač vzduchu v oleji sa s výhodou móže využit' najma v hydraulických sústavách s prietoko vým množstvom až niekolko sto dm³min.^_1, pri tlaku až niekolko desiatok MPa a teplote až 100 °C.The air-in-oil sensor can preferably be used in hydraulic systems with a flow rate of up to several hundred dm ³ min. ^_1, at a pressure of up to several tens of MPa and a temperature of 100 ° C.

Claims

1 v

We claim:

An air-in-oil sensor formed in a tube which is at the same time a carrier part thereof, characterized in that a condenser system comprising a set of first electrodes (3) and second electrodes (4) separated from each other by an insulating material (2) is stored in the tube (1). ).

2. Sensor according to claim 1, characterized in that the first electrodes (3) and the second electrodes (4) are arranged in the form of a double-threaded thread.

The sensor according to claim 1, characterized in that the first electrodes (3) and the second electrodes (4) are ring-shaped.