DE102018005426A1

DE102018005426A1 - Meßanordnung für Alterungszustände

Info

Publication number: DE102018005426A1
Application number: DE102018005426.9A
Authority: DE
Inventors: Horst Ahlers; Rolf-Dietrich Berndt
Original assignee: Ip Know Ug (haftungsbeschrankt); IP KNOW UG HAFTUNGSBESCHRAENKT
Current assignee: Ahlers Horst Dr De
Priority date: 2018-06-29
Filing date: 2018-06-29
Publication date: 2020-01-02
Also published as: DE202019000147U1

Abstract

Die Erfindung beschreibt die Ermittlung von Objektzuständen, z.B. deren Alterung, über die Generierung und Messung der NERNST-Spannung mit zusätzlicher Impedanzmessung in Real- und Imaginärteil für eine Muster- bzw. Objekterkennung mit einer einzigen Messkopfanordnung während eines Temperaturimpulses. Dadurch werden auch Objekte, wie z.B. Öle, messbar. Die Messelektroden sind dazu aus verschiedenen Materialien und können auch als Heizer ausgebildet sein.

Description

Die Erfindung wird in der Messtechnik für Ölsorten und Ölzustände eingesetzt. Bekannt ist, den Zustand eines Öls zu ermitteln über die Lumineszenz /www.fluid.de/alterung-von-hydrauliköl-erkennen/, die optische Durchstrahlung/DE20 2014 1040594/www.process.vogel, die Ölqualität direkt im system messen/, die Viskosität und akustische Impedanz/Messung der Ölviskosität. elektronik industrie (2007)11, mit Gaschromatographen oder Massenspektrometer zu analysieren /DE10 2009052006/ oder Dielektrizitätskonstante und Wärmeleifähigkeit für die Zustandsermittlung zu nutzen /PCT EP02 03552/.
Der Ölsensor SGM110 von BOSCH misst Temperatur, Viskosität, Leitwert und Permittivität. Der Ölsensor von DAIMLER ermittelt Permittivität und Viskosität. Für Frittieröle ermittelt das Messgerät FOM-320 von PCE Deutschland polare Anteile im erhitzten Öl. Der Ölsensor FPS2800B12C4 von TE sensor solutions misst Temperatur, Viskosität, Dichte und Dielektrizitätskonstante.
All diese Messverfahren sind aufwendig und teilweise teuer, so dass es bisher keinen Sensor gibt, der allgemein z.B. in KFZ mit Dieselmotoren eingesetzt ist.
Aufgabe der Erfindung ist deshalb, eine Anordnung zu finden, die mit geringen Mitteln und einfacher Konstruktion die Begrenzungen der oben aufgeführten bisherigen Lösungen weitgehendst egalisiert.
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass Elektroden aus verschiedenen Materialien so zusammengefügt werden, dass sie elektrochemisch generierte elektrische NERNST-Spannungen liefern, wenn der zu ermittelnde Ölzustand kurzzeitig für ein zu wählendes Messintervall in einem Messvolumen über einen Temperaturimpuls auf eine erhöhte Temperatur gebracht ist. Die während dieser Zeit sich einstellenden NERNST-Spannungen werden zwischen jeweils zwei Elektroden, erweitert auch auf 8 Elektroden plus 1 Referenzelektrode, gemessen und Merkmale als Vektorkomponenten aus Amplituden und/oder Gradienten und/oder integrierten Bereichen gewonnen. Diese werden für eine Klassifizierung genutzt. Nach einem Anlernvorgang mit bekannten Zuständen werden diese mit den neu gemessenen nach der Muster- bzw. Objekterkennungstheorie auf Ähnlichkeit geprüft.
Es wurde weiterhin erfunden, dass eine oder mehrere Elektroden selbst als Heizer eingesetzt werden können oder ein Heizdraht als Elektrode geschaltet ist. Bei Erhitzung durch einen Laserimpuls kann das Halbleiterchip ebenfalls als Elektrode eingesetzt werden.
Die Elektroden können weiterhin als Messelektroden für eine Impedanzmessung mit Real- und Imaginärteil geschaltet sein, um weitere Merkmale für die Muster-bzw. Objekterkennung zu gewinnen. Das kann für verschiedene Temperatur- und Frequenzbereiche erfolgen. Damit stehen genügend Merkmale als Vektorkomponenten für eine Klassifizierung zur Verfügung, um den Alterungszustand von Ölen zu ermitteln. Der Messkopf muss dazu erfindungsgemäß nicht von seiner Konstruktion her verändert werden. Erfindungsgemäß ist auch, diese Anordnung für andere Zustandsbestimmungen von Objekten einzusetzen. Objekte in diesem Sinne sind alle nicht ölhaltige.
Die Erfindung soll nachstehend an 1 erläutert werden.
Ein Messkopf aus einer ringförmigen Kupferelektrode 1 wird gegenüber einer zweiten Kohlenstoffelektrode 2, die auch als Heizwiderstand 3 geschaltet ist, angeordnet und mit dem zu messenden Öl in Berührung gebracht. Die entstehende NERNST-Spannung nach einem Temperaturimpuls wird durch die Elektronik 4 gemessen. Mittels eines Frequenzgenerators 5 wird außerdem die Impedanz mit Real- und Imaginärteil zwischen den Elektroden 1 und 2 ermittelt. Das kann alles in mehreren Temperatur- und Frequenzbereichen wiederholt werden. Damit stehen genügend Merkmale als Vektorkomponenten für eine Anwendung der mathematischen Muster-bzw. Objekterkennungstheorie bei der Ermittlung eines angelernten Alterungszustandes zur Verfügung.

Claims

Messanordnung für Alterungszustände, dadurch gekennzeichnet, dass ein Objekt mit einem Messkopf aus mindestens zwei Elektroden unterschiedlichen Materials während einer definierten zeitabhängigen Temperaturerhöhung berührt ist und während dieser Zeit die zwischen den Elektroden entstehende NERNST-Spannung und/oder zwischen ihnen vorhandene Impedanz mit Real- und Imaginärteil gemessen ist.
Messanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass aus den Messwerten auf das Alter eines Öls geschlossen ist.
Messanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Messkopf aus acht Elektroden und einer Referenz besteht.
Messanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturerhöhung und die Impedanzmessung in verschiedenen Bereichen und Messzeiten wiederholt ist.
Messanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden auch als Heizer ausgeführt sind.