DE2658215A1

DE2658215A1 - Vorrichtung zur messung der eigenschaft bzw. qualitaet einer fluessigkeit

Info

Publication number: DE2658215A1
Application number: DE19762658215
Authority: DE
Inventors: Hiromichi Hata; Masumi Mizutani; Masasuke Shimazaki
Original assignee: Fujisoku Electric Co Ltd; Showa Kogyo KK; KITOKU CO Ltd
Current assignee: Fujisoku Electric Co Ltd; Showa Kogyo KK; KITOKU CO Ltd
Priority date: 1975-12-22
Filing date: 1976-12-22
Publication date: 1977-06-30
Also published as: NO764312L; NO145355B; FR2336677A1; CA1062932A; SE7614393L; NL7614175A; NO145355C; IT1123050B; ES454486A1; US4059006A; CH611713A5; DK576076A; GB1537399A; AT376803B; SE433668B; AU499455B2; AU2075476A; ATA956876A; FR2336677B1; DK150400C

Description

Vorrichtung zur Messung der Eigenschaft
bzw. Qualität einer Flüssigkeit

709826/0807

PATENTANWÄLTE £ Q Q Q £. | J |

PROF. DR. DR. J. REITSTÖTTER j

DR.-ING. WOLFRAM BUNTE
DR. WERNER KINZEBACH

D-BOOO MÜNCHEN 4O, BAUEHSTRASSE 22 · FERNRUF (O8Ö) 37 BB 83 · TELEX B2152O0 ISAR D POSTANSCHRIFT: D-BOOO MÜNCHEN <43. POSTFACH 7βΟ

München, 21. Dezember 1976 I

! M/17 324 i

1. SHOWA INDUSTRIES CO.,LTD.

3 Nagaratenjin-cho, Gifu-shi, Gifu-ken, Japan

2. FUJISOKU ELECTRIC CO., LTD. j 1890 Kizuki Sumiyoshi-cho, Nakahara-ku, Kawasaki-shi ·

3. KITOKU CO., LTD, : 2-22, 7-chome, Ginza, Chuo-ku, Tokio, Japan ^l

! Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Messung bzw.

j Abschätzung der Eigenschaft bzw. Qualität einer Flüssigkeit, ^! > I

beispielsweise der Bremsflüssigkeit von Kraftfahrzeugen.

Es gibt verschiedene Typen von Flüssigkeiten, deren Qualität

bestimmt werden muß, beispielsweise die Bremsflüssigkeit i

eines Kraftfahrzeuges. In den letzten Jahren fahren die j

Kraftfahrzeuge oft mit hoher Geschwindigkeit, und demzufolge ; neigt eine Kraftfahrzeugbremsvorrichtung zur Entwicklung

einer beträchtlich'erhöhten Wärmemenge, was zu einem häufigen j

Auftreten der Unterbrechung des· Flüssigkeitsstromes durch '

Dampfblasenbildung, der sogenannten Dampfblasensperre (vapor !

lock) führt. Diese Dampfblasensperre tritt auf, wenn eine j Bremsflüssigkeit annähernd auf einen Siedepunkt oder Punkt

.0.

der Dampfblasenbildung erhitzt wird, an welchem es erforderlich ist, ständig eine starke Bremskraft aufzuwenden, und ist dafür bekannt, daß die Bremskraft eines Kraftfahrzeuges beträchtlich vermindert wird. Die Dampfblasensperre ist eine Quelle ernster Gefahr wegen der dadurch verursachten herabgesetzten Bremskraft eines Kraftfahrzeuges, welche Ursache von Verkehrsunfällen sein kann. Eine Bremsflüssigkeit sollte einen hohen Siedepunkt haben, um die Erscheinung der Dampfblasensperre zu vermeiden. Jüngere Entwicklungen gehen dahin, hochsiedende Flüssigkeiten zu verwenden, um die Bremsbetä'ti gungseigenschüften eines Kraftfahrzeuges zu verbessern.

Je höher der Siedepunkt oder der Punkt der Dampfblasensperre einer Bremsflüssigkeit ist, um so stärker macht sich eine Erniedrigung ihres Siedepunktes oder des Punktes der Dampfblasensperre, hervorgerufen durch hygroskopische Eigenschaften, bemerkbar. Wenn die Bremsflüssigkeit während des Bremsvorganges stark erhitzt und unter Druck gesetzt wird, mit der Folge einer Zersetzung, dann entstehen tiefsiedende Bestandteile, welche den Punkt der Dampfblasensperre absenken. Eine.Bremsf1üssigkeit wird daher durch Absorption von atmosphärischer Feuchtigkeit verschlechtert. Wird eine Brenr.sf 1 üssi gkei t insbesondere in Luft mit hohem Feuchtigkeitsgehalt verwendet, dann führt ein erhöhter Wassergehalt in der Bremsflüssigkeit zu einer Erniedrigung ihres Siedepunktes, mit größerer Möglichkeit des Erreichens des Punktes der Unterbrechung des Flüssigkeitstromes durch Dampfblasen. Um diese unerwünschte Erscheinung zu vermeiden» ist es notwendig, den Gehalt einer Bremsflüssigkeit an Wasser und tiefsiedenden Bestandteilen periodisch zu messen und hierdurch ihre Qualität zu bestimmen.

Der Punkt der Dampfblasensperre bzw. Unterbrechung des Flüssigkeitsstromes durch Dampfblasenbildung ist der An-

709826/0807

M/17 324

fangssiedepunkt der Bremsflüssigkeit 4 und liegt bei einer tieferen Temperatur als deren Siedepunkt. Im allgemeinen ist eine Bremsflüssigkeit 4 ein Gemisch aus verschiedenen Flüssigkeiten und hat demzufolge unterschiedliche Siedepunkte und unterschiedliche Punkte der Unterbrechung des Flüssigkeitsstromes durch Dampfblasenbildung. Um eine Unterbrechung des FTüssigkeitsstromes durch Dampfblasenbildung, die an diesem Punkt der Dampfblasensperre auftritt, zu verhindern, ist es wichtig, diesen Punkt der Dampfblasensperre insbesondere zu messen.

Die Erfinder dieser Anmeldung haben bereits eine Vorrichtung zur Bestimmung der Qualität einer Flüssigkeit entwickelt, welche die Qualität einer Bremsflüssigkeit leicht und schnell bestimmen kann. Diese Vorrichtung zur Bestimmung der Qualität einer Flüssigkeit ist in den folgenden, von der gleichen Anmelderin wie der der vorliegenden Anmeldung stammenden Patentanmeldungen beschrieben: deutsche Patentanmeldung P 23 05 586.9 vom 5.2.1973 und USA-Patentschrift 3 844 159, erteilt am 29.10.1974.

Die bekannte Vorrichtung zur Messung der Eigenschaften einer Flüssigkeit bestimmt, grob gesagt, elektrisch, ob eine Bremsflüssigkeit, deren Eigenscha-ft bzw. Qualität zu messen ist, eine Temperatur über oder unter einem vorbestimmten Wert hat. Diese Vorrichtung zur Messung der Qualität einer Flüssigkeit ist jedoch mit verschiedenen Problemen behaftet, wenngleich eine Flüssigkeitsqualität mit ihr schnell und leicht bestimmt werden kann.

Das erste Problem besteht darin, daß die bekannte Vorrichtung die Qualität einer Bremsflüssigkeit nicht immer genau ermittelt. -Der Grund dafür liegt darin, daß der Punkt der Dampfblasensperre nicht auftritt, wenn eine Bremsflüssig-

709826/0807

M/17 324

- Jf -

i'

keit bis zu einem Siedepunkt erhitzt wird, sondern wenn der Anfangssiedepunkt oder eben der Punkt der Dampfblasensperre erreicht wird. Die bekannte Vorrichtung mißt jedoch den Siedepunkt einer Bremsflüssigkeit, nachdem diese eine plötzliche Dampfbildung zeigt, "wodurch möglicherweise Fehler beim Bestimmen der Qualität der Bremsflüssigkeit entstehen. Die bekannte Vorrichtung ist immer mit einem ersten und einem zweiten Behälter ausgerüstet. Wenn die Bremsflüssigkeit beginnt, infolge einesplötzlichen Verdampfungsvorganges von dem ersten in den zweiten Behälter verlagert zu werden, dann wird der Siedepunkt der Bremsflüssigkeit gemessen. Dieser tatsächlich gemessene Siedepunkt der Bremsflüssigkeit wird gemessen und man stellt fest, daß er höher ist als der der Bremsflüssigkeit, welche zu Anfang in dem ersten Heizbehälter für die Messung untergebracht ist. Diese oben geschilderte Erscheinung beruht auf der Tatsache, daß die Bremsflüssigkeit, deren Siedepunkt tatsächlich gemessen wird, einen geringeren Anteil nicht nur an Wasser, sondern auch tiefsiedenden Bestandteilen infolge der Erhitzung enthält. Der Grund dafür ist der, daß das Wasser und die tiefsiedenden Bestandteile, die in der nicht gemessenen Bremsflüssigkeit enthalten sind, die zu Anfang in dem ersten Heizbehälter befindlich ist, durch das Erhitzen allmählich zunehmend verdampft werden, bevor ein plötzlicher Verdampfungsstoß auftritt, und demzufolge hat die Bremsflüssigkeit tatsächlich einen geringeren Gehalt an Wasser und tiefsiedenden Bestandteilen als er sich ergibt, wenn sie sich in dem ersten Heizbehälter befunden hat.

Das zweite Problem der bekannten Vorrichtung zur Messung der Flüssigkeitsqualität besteht darin, daß die Vorrichtung zu Fehlmessungen neigt. Der Grund dafür ist der, daß eine

709826/0807

nadeiförmige Elektrode für den zweiten Behälter verwendet wird. Die Ablagerung eines kleinen Anteils von Bremsflüssigkeit auf dieser Elektrode zum unrechten Zeitpunkt führt zu einer elektrischen Brücke zwischen der Elektrode und dem zweiten Behälter, bevor die Bremsflüssigkeit vollständig aus dem ersten Behälter in derrzweiten Behälter transportiert ist. Diese vorzeitige elektrische Verbindung bewirkt, daß die Temperatur der Bremsflüssigkeit mit einem Wert gemessen wird, als wenn der Siedepunkt der Bremsflüssigkeit erreicht wäre. Ferner leckt manchmal ein geringer Anteil an Bremsflüssigkeit aus dem ersten in den zweiten Behälter» wenn der erste Behälter zufällig geschüttelt wird, die Bremsflüssigkeit in dem ersten Behälter wird in nicht ordnungsgemäßer Weise erhitzt, obwohl sie sich nicht auf dem Siedepunkt befindet. Oder es befindet sich ein unnötig großer Anteil an Bremsflüssigkeit in dem ersten Behälter. Darüber hinaus wird die nadeiförmige Elektrode durch Ablagerung von Staub oder anderen Fremdstoffen verunreinigt. Alle diese Erscheinungen führen zu Fehlmessungen des Siedepunktes einer Bremsflüssigkeit.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Messung der Qualität einer Flüssigkeit zu schaffen, welche die Qualität einer beliebigen Flüssigkeit genau bestimmen kann und eine verläßliche Temperaturmessung fehlerfrei ausführen kann.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung zur Messung der Qualität einer Flüssigkeit und Bestimmung des Siedepunktes oder Punktes der Unterbrechung des Flüssigkeitsstromes durch Dampfbl asenb'i 1 dung einer Flüssigkeit, die sich durch Verschlechterung verändert, welche gekennzeichnet ist durch einen Behälter aus wärmeleitendem und elektrisch leitendem Werkstoff zur Aufnahme einer vorbestimmten Menge einer FTüssigkeitsprobe, deren Siedepunkt

709826/0807

M/17 324

gemessen werden soll, einen Siphon, dessen eines Ende: am Boden des Behälters angeordnet ist und dessen anderes Ende außerhalb des Behälters angeordnet ist, einen Deckel aus wärmeleitendem Werkstoff, um die 'Öffnung des Behälters im wesentlichen luftdicht zu verschließen, eine Heizeinrichtung zum Heizen des Behälters, eine Elektrode, deren eines Ende in dem Behälter angeordnet ist und mit der Flüssigkeit, deren Siedepunkt zu bestimmen ist, in Kontakt steht, und deren anderes Ende an dem Deckel befestigt ist, eine Schaltung zur Feststellung einer Stromunterbrechung, die wenigstens die Elektrode, den Behälter und eine darin entnaltene Flüssigkeit in einem geschlossenen Stromkreis enthält und die ein Ausgangssignal erzeugt, wenn die Flüssigkeit die Elektrode nicht mehr berührt, eine Einrichtung zur Messung der Temperatur der in dem Behälter enthaltenen Flüssigkeit in Form elektrischer Signale, sowie eine Anzeige einrichtung, welche nach Erhalt der Signale anzeigt» ob die Flüssigkeitsprobe einen Siedepunkt hat, der höher oder niedriger ist als eine Bezugstemperatur.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Diese zeigen in:

Figur 1 ein schematisches Schaltbild einer Vorrichtung zur Messung der Flüssigkeitsqualität gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;

Figur 2 eine vergrößerte Vorderansicht einer Skalenscheibe eines Temperaturanzeigers der Figur 1;

Figur 3 eine konkrete Ausführung einer Schaltung gemäß Figur 1 zur Feststellung einer Stromunterbrechung;

709826/0807

M/17 324

Figur 4 ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zur Messung der Flüssigkeitsqualität gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung; und

Figur 5 ein Schaltbild der konkreten Ausführung einer Schaltung gemäß Figur 4 zur Messung der Temperatur.

Es seien nun im einzelnen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen die bevorzugten Ausführungsformen einer Vorrichtung zur Messung der Qualität einer Flüssigkeit an dem den Schutzumfang der Erfindung nicht begrenzenden Beispiel einer zu messenden Kraftfahrzeugbremsflüssigkeit erklärt.

Figur 1, in welcher eine Vorrichtung zur Messung der Flüssigkeitsqualität gemäß einer Ausführungsform der Erfindung dargestellt ist, zeigt einen Heizbehälter 2 von etwa 0,5 bis

3
0,6 cm zur Aufnahme einer Flüssigkeit. Der Heizbehälter 2 besteht aus wärmeleitendem und elektrisch leitendem Werkstoff und hat oben eine öffnung von etwa 10 mm Durchmesser, durch welche beispielsweise eine Kraftfahrzeugbremsflüssigkeit 4 gegossen werden kann, deren Siedepunkt gemessen werden soll. Ein Ende eines etwa U-förmigen Rohres 6 mit einem Innendurchmesser von etwa 2 mm ist an die Wand des Heizbehälters 2 nahe dessen Boden angeschlossen und kommuniziert mit dessen Innerem. Das Rohr 6 erstreckt sich auf ein höheres Niveau als das Niveau des Flüssigkeitsspiegels der etwa 0,5 bis 0,6 cm an Bremsflüssigkeit 4. Das andere Ende des Rohres 6 ist zur Bildung eines Siphons nach unten gerichtet, um die Bremsflüssigkeit 4 aus dem Heizbehälter 2 abzuziehen. Soweit die Bezeichnung "Siphon" in den Anmeldungsunterlagen verwendet wird, soll darunter ein U-förmiges oder V-förmiges Überleitungsrohr verstanden werden, welches die Bremsflüssigkeit 4 zunächst hebt, um sie dann fallen zu lassen, d.h. um die Bremsflüssigkeit 4 aus dem Behälter

709826/0807

zu entfernen, wenn auf sie Druck ausgeübt wird. Das andere Ende des Rohres 6 mündet in ein 6efä3 8 für abgezogene Flüssigkeit, welches die aus dem Heizbehälter 2 abgezogene Bremsflüssigkeit 4 aufnimmt. Dieses Gefäß 8 für abgezogene Flüssigkeit ist jedoch nicht immer erforderlich, um die erfindungsgemäße Aufgabe zu lösen. Beispielsweise ist es möglich, das Rohr 6 aus der Vorrichtung zur Messung der Flüssigkeitsqualität herauszuführen, um abgezogene Bremsflüssigkeit 4 abzugeben.

Eine Wärmequelle 10 ist unterhalb des Heizbehälters 2 vorgesehen. Diese Wärmequelle.10 besteht aus einem geschlossenen Stromkreis, der einen Regelwiderstand 11, eine Heizeinrichtung 12, einen Schalter 14 und eine Energiequelle enthält und so aufgebaut ist, daß er die Bremsflüssigkeit schnell auf eine Temperatur von etwa 100 bis 300⁰C erhitzt. Die öffnung des Heizbehälters 2 ist durch einen Deckel 18 verschlossen, so daß nach dem Eingießen der Bremsflüssigkeit 4 in den Heizbehälter 2 ein abgeschlossener Behälter vorliegt. Der Deckel 18 besteht aus wärmeisolierendem Material und enthält eine hohlzylindrisehe Elektrode 20. Die hohlzylindrische Elektrode 20 steht von dem Deckel 18 in den Heizbehälter 2 ausreichend weit nach unten vor, so daß sie mit einer vorbestimmten Länge in die in den Heizbehälter 2 gefüllte Bremsflüssigkeit 4 eintaucht. Die Elektrode 20 ist nicht auf die hohlzylindrische Form beschränkt,·sondern kann auch Nadelform haben, wie in Figur 4 gezeigt. Wichtig ist, daß die Elektrode 20 so durch den Deckel 18 geführt bzw. in diesen eingepaßt ist, daß die durch den Deckel 18-geschaffene Luftdichtheit des Heizbehälters 2 erhalten bleibt. Eine Schaltung 22 zum Feststellen einer Stromunterbrechung ist über einen Widerstand 24 zwischen die hohlzylindrische Elektrode 20 und den Heizbehälter 2 aus elektrisch leitendem Werkstoff geschaltet. Die Ausbildung der Schaltung 22 zur Feststellung einer Stromunterbrechung

709826/0807

wird später unter Bezugnahme auf Figur 3 beschrieben werden. ; Diese Stromunterbrechungs-Meßschaltung 22 stellt fest, ob der Heizbehälter 2 mit einer vorgeschriebenen Menge an Bremsflüssigkeit 4, deren Siedepunkt gemessen werden soll, gefüllt ist. Die Stromunterbrechungs-Meßschaltung 22, die Elektrode 20, die Bremsflüssigkeit 4 und der Heizbehälter 2 bilden zusammen einen geschlossenen Stromkreis. Wenn ein Zwischenraum zwischen der Elektrode 20 und dem Heizbehälter 2 nichtleitend wird infolge des Fallens des Spiegels der Bremsflüssigkeit 4, dann erzeugt die Schaltung 22 zum Feststellen einer Stromunterbrechung ein Ausgangssignal, welches die Stromunterbrechung anzeigt. Ein Temperaturdetektor 25, beispielsweise ein auf Wärme ansprechender Widerstand, welcher die Temperatur der Bremsflüssigkeit 4 in dem Heizbehälter 2 beim Aufgeheiztwarden durch die Wärmequelle 10 mißt, ist auf der inneren Bodenfläche der hohlzylindrisehen Elektrode 20 angeordnet. Dieses, abgekürzt als Wärmevv' derstand 25 bezeichnete Widerstandselement wird beispielsweise von einem Thermistor gebildet und ist mit Hilfe einer elektrisch isolierten Leitung 26 an eine Flüssigkeitstemperatur-Meßschaltung 28 angeschlossen und erstreckt sich durch cen hohlen Abschnitt der zylindrischen Elektrode 20 und längs der Außenseite des Heizbehälters 2.

Ein Thermometer 30 in der Flüssigkeitstemperatur-Meßschaltung 28 zeigt, wie in Figur 2 dargestellt, mit Hilfe eines Zeigers oder einer Temperaturskala die Temperatur der Bremsflüssigkeit 4 an, die das auf Wärme ansprechende Widerstandselement 25 gemessen hat. Das Thermometer 30 ist so konstruiert, daß eine Nadel 32 an ihrer Stelle gehalten wird, wenn die Schaltung 22 zur Feststellung einer Stromunterbrechung ein eine Stromunterbrechung anzeigendes Signal aussendet. Wenn eine Erregerspule 34 durch ein die Stromunterbrechung anzeigendes Signal, welches von der Schaltung 22 zum Feststellen einer Stromunterbrechung abgegeben wurde, betätigt wird, dann wird

709826/0807

f.

die Nadel 32 unbeweglich festgehalten durch einen beweglichen Eisenstreifen 36 der Erregerspule 34.

Im folgenden wird unter Bezugnahme auf Figur 3 die konkrete Anordnung der Schaltung 22 zum Feststellen einer Stromunterbrechung beschrieben. Diese Schaltung 22 ist eine Darlington-Schaltung mit einem Transistor TRl , dessen Basis an den Heizbehälter 2 über einen Widerstand Rl angeschlossen ist, und dessen Kollektor an den Pluspol einer Gleichstromquelle 38 über einen Widerstand R2 angeschlossen ist, sowie mit einem Transistor TR2, dessen Basis an den Kollektor des Transistors TRl angeschlossen ist, und dessen Kollektor an den Pluspol der Gleichstromquelle 38 über die Erregerspule 34 angeschlossen ist. Die Emitter der beiden Transistoren TRl, TR2 sind geerdet, und ihre Kollektoren sind an den Widerstand 24 angeschlossen und dann an die hohlzylindrische Elektrode 20 über den Widerstand R2 oder die Erregerspule Wie oben beschrieben, gibt die Schaltung 22 zum Feststellen einer Stromunterbrechung ein Signal ab, welches eine Stromunterbrechung anzeigt, wenn ein Zwischenraum zwischen dem Heizbehälter 2 und der hohlzylindrischen Elektrode 20 nichtleitend wird. Während die Basis des Transistors TRl von der Gleichstromquelle 38 über die hohlzylindrische Elektrode 20, die Bremsflüssigkeit 4 und den Heizbehälter 2 mit Strom beaufschlagt wird, erzeugt die Schaltung 22 zum Feststellen einer Stromunterbrechung kein eine Stromunterbrechung anzeigendes Signal. Wenn jedoch der Spiegel der Bremsflüssigkeit 4 in dem Heizbehälter 2 genügend fällt, um einen Zwischenraum zwischen dem Heizbehälter 2 und der hohlzylindrisehen Elektrode 20 nichtleitend zu machen, dann erzeugt die Schaltung 22 zum Feststellen einer Stromunterbrechung ein die Stromunterbrechung anzeigendes Signal. Wenn kein Strom mehr durch die Basis des Transistors TRl fließt und diesen nicht mehr aktiviert, dann wird die Gleichspannung der Gleichstromquelle 38 an die Basis des Transistors TR2 ange-

7098 2 6/0807

- WT-

legt. Demzufolge wird der Transistor TR2 so betrieben, daß ein Gleichstrom durch die Erregerspule 34 fließt. D.h. ein eine Stromunterbrechung anzeigendes Signal wird an diese Erregerspule 34 gegeben.

Im folgenden wird eine konkrete Anordnung der Flüssigkeitstemperatur-Meßschaltung 28 beschrieben. Diese Schaltung 28 umfaßt ein auf Wärme ansprechendes Widerstandselement 25, Widerstände RIl, R12, R13, eine Brückenschaltung 42, zwischen deren beide Eingangsanschlüsse eine Gleichstromquelle 40 geschaltet ist, sowie ein Thermometer 30, welches von einem gewöhnlichen Gleichstromgalvanometer, beispielsweise einem Drehspulinstrument, gebildet wird, welches zwischen die Ausgangsanschlüsse der Brückenschaltung 42 geschaltet ist. Wie bekannt, zeigt die Flüssigkeitstemperatur-Meßschaltung 28 die Temperatur der Bremsflüssigkeit 4 durch Umwandlung von Widerstandsänderungen des auf Wärme ansprechenden Widerstands.elementes 25, die von der Temperatur der Bremsflüssigkeit 4 abhängen, in den Winkel an, um welchen die Nadel 32 des Thermometers 30 abgelenkt wird. Wie bereits erwähnt, wird der Zeiger 32 des Thermometers 30 durch den beweglichen Eisenstreifen 36 festgesetzt, wenn ein eine Stromunterbrechung anzeigendes Signal auf die Erregerspule 34 aufgegeben wird. Das Thermometer haj: eine Temperaturskala (Figur 2) von 0 bis 30O⁰C. Die Temperaturskala 44 ist in drei Anzeigebereiche unterteilt, welche Temperaturbereiche von. 0 bis 15O⁰C, 150 bis 17O⁰C und 170 bis 300⁰C umfassen. Diese drei Bereiche sind mit den Worten "GEFAHR" in roten Buchstaben, "ACHTUNG" in gelben Buchstaben, und "NORMAL" in grünen Buchstaben beschrieben. Die Bezeichnung "GEFAHR" zeigt an, daß die Bremsflüssigkeit, deren Siedepunkt gemessen wird, bereits so schlecht i^st> daß sie durch eine frische Brems fl Us si gkei tsfüllung ersetzt werden muß. Die Bezeichnung "ACHTUNG" besagt, daß die Bremsflüssigkeit,

7.0 9826/0807

deren Siedepunkt gemessen wird, zunehmend schlechtere Qualität aufweist und eine überwachung daher notwendig ist. Die Bezeichnung "NORMAL" zeigt an, daß die Bremsflüssigkeit, deren Siedepunkt geprüft wird, eine noch zufriedenstellene Qualität hat.

Die Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Messung der Qualität einer Flüssigkeit mißt die Qualität beispielsweise einer Bremsflüssigkeit 4 mit Hilfe des folgenden Verfahrens.

Der Deckel 18 des Heizbehälters 2 wird von der öffnung abgenommen. Etwa 0,5 bis 0,6 cm an Bremsflüssigkeit 4 werden in den Heizbehälter 2 gegossen. Die öffnung des Heizbehälters 2 wird dann durch den Deckel 18 verschlossen. Die hohlzylindrische Elektrode 20 wird leicht in die Bremsflüssigkeit 4, die von dem Heizbehälter 2 luftdicht aufgenommen ist, eingetaucht. Da zu diesem Zeitpunkt eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem Heizbehälter 2 und der Elektrode 20 besteht, tritt die Schaltung 22 zum Feststellen einer Stromunterbrechung nicht in Betrieb. Daher zeigt das Thermometer 30 die laufende Temperatur der Bremsflüssigkeit an, welche durch das Temperaturmeßelement 25 gemessen wurde.

Wenn der Schalter 14 der Wärmequelle 10 geschlossen ist, dann wird der Heizbehälter von der Heizung 12 aufgeheizt. Dies hat zur Folge, daß die Temperatur der in dem Heizbehälter 2 befindlichen Bremsflüssigkeit 4 schnell ansteigt·. In wenigen Sekunden siedet die Bremsflüssigkeit 4. Wie vorstehend beschrieben ändert sich der Siedepunkt der Bremsflüssigkeit 4 mit ihrem Gehalt an Wasser und tiefsiedenden Bestandteilen. Eine Bremsflüssigkeit hoher Qualität, die weniger als 3 % Wasser und einen geringen Anteil an tiefsiedenden Bestandteilen enthält, siedet bei einer Tempe-

709826/0807

M/17 324 ■■=· ^:

- MT - I

•r.a-tur von-etwa 160 bis -20O⁰C.

Im folgenden wird der Prozeß beschrieben, durch welchen die von der Heizung 12 der Heizquelle 10 erhitzte Bremsflüssigkeit 4 schließlich einen plötzlichen Verdampfungsstoß zeigt. Zunächst expandieren die in der Bremsflüssigkeit 4 gelösten Gase und steigen in Form von Blasen durch die Bremsflüssigkeit 4 nach oben. Dann erfolgt die Verdampfung von Wasser und tiefsiedenden Bestandteilen, welche tiefere Siedepunkte haben als die Bremsflüssigkeit 4 und in dieser bereits absorbiert sind. Wenn schließlich der Siedepunkt fast erreicht ist, dann verdampft die Bremsflüssigkeit 4 selbst mit ansteigender Blasenanzahl und schließlich ergibt sich ein plötzlicher Verdampfungsstoß bzw. ein plötzliches Aufwallen. Erhöhter Druck, der aufgrund der Anwesenheit von Luft, Wasserdampf, Dampf der tiefsiedenden Bestandteile, und der BremsflUssigkeitsbläsen in dem luftdichten Raum herrscht, der von dem Heizbehälter 2 und dem Deckel 18 gebildet wird, bewirkt, daß der Spiegel der Bremsflüssigkeit allmählich fällt. Dies hat zur Folge, daß die Bremsflüssigkeit 4 allmählich von dem Heizbehälter 2 in das Gefäß 8 für abgezogene Flüssigkeit durch das Rohr 6 übergeleitet wird. Später fließt die siedende Bremsflüssigkeit 4 schnell durch das Rohr 6 in das Gefäß 8.

Während die Bremsflüssigkeit 4 zu Anfang aus dem Heizbehälter 2 in das Gefäß 8 für angezogene Flüssigkeit übergeleitet wird, wird eine elektrisch leitende Verbindung hergestellt zwischen der hohlzylindrischen Elektrode 20 und dem Heizbehälter 2, da die-Elektrode 20 in die Bremsflüssigkeit 4 eintaucht. Wenn später der Spiegel der Bremsflüssigkeit 4 fällt, infolge des Druckes in dem Heizbehälter 2,- der durch die Verdampfung von Wasser und tiefsiedenden Bestandteilen in der Bremsflüssigkeit 4 und die

709826/0807

M/17 324

nachfolgende Verdampfung der Bremsflüssigkeit 4 selbst mit Blasenbildung ansteigt, dann verliert die hohlzylindrische Elektrode 20 den Kontakt mit der Bremsflüssigkeit 4, wodurch die elektrisch leitende Verbindung zwischen der Elektrode und dem Heizbehälter 2 unterbrochen wird. In diesem Augenblick tritt die Schaltung 22 zum Feststellen einer Stromunterbrechung in Betrieb. Ein Ausgangssignal dieser Schaltung 22 setzt den Zeiger 32 des Thermometers 30, der infolge des vermehrten Aufheizens der Bremsflüssigkeit 4 bereits merklich ausgeschlagen hat, an Ort und Stelle fest. Die Skaleneinteilung der Temperaturskala 44,-bei welcher der Zeiger 32 jetzt festgesetzt ist, zeigt an, ob die getestete Bremsflüssigkeit eine gute Qualität hat. Die Nadel 32 des Thermometers 30 wird nicht festgesetzt bei dem plötzlichen Verdampfungsstoß oder Oberlaufen der Bremsflüssigkeit 4, sondern dann, wenn diese gerade zu sieden beginnt, wodurch die Qualität der Bremsflüssigkeit 4 exakt bestimmt wird.

Bei einem Flüssigkeitsgemisch wie beispielsweise einer Bremsflüssigkeit 4 kann also der Punkt der Unterbrechung des Flüssigkeitsstromes durch Dampfblasenbildung bzw. der Punkt der sogenannten Dampfblasensperre sehr genau gemessen werden. Der Punkt der Dampfblasensperre oder der Anfangssiedepunkt einer einzigen bzw. homogerven Flüssigkeit fällt mit ihrem Siedepunkt zusammen. Daher erfolgt nur eine Messung des Siedepunktes.

Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Figuren 4 und 5 eine Vorrichtung zur Messung der Qualität einer Flüssigkeit gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Der Unterschied dieser zweiten Ausführungsform zur ersten liegt darin» daß die hohlzylindrische Elektrode 20 ersetzt ist durch eine na=del förmi ge Elektrode 120. Ein auf

709826/0807

Wärme ansprechendes Widerstandselement 125 ist in den Heizbehälter 2 eingesetzt bzw. eingepaßt, anstatt in der hohlzylindrischen Elektrode 20 enthalten zu sein. Die Flüssigkeitstemperatur-Meßschaltung 28 der ersten Ausführungsform ist ersetzt durch eine mit einer Lampe arbeitende Anzeigevorrichtung. Außer bezüglich der vorstehend erwähnten Einzelheiten hat die zweite Ausführungsform'der Figur 4 im wesentlichen die gleiche grundsätzliche Anordnung wie die erste Ausführungsform der Figur 1. Gleiche Teile der Figuren 4 und 5 einerseits und der Figur 1 andererseits sind daher mit den gleichen Bezugszeichen versehen; sie sind nicht mehr näher beschrieben.

Die zweite Ausführungsform der Figur 4, bei welcher die nadeiförmige Elektrode 120 vorgesehen ist und das auf Wärme ansprechende Widerstandselement 125 in den Heizbehälter 2 gepaßt ist, hat im wesentlichen gleiche Wirkungsweise wie die erste Ausführungsform der Figur 1. Die erste Ausführungsform der Figur 1 kann jedoch die Temperatur einer Flüssigkeit genauer messen als die zweite Ausführungsform der Figur 4, da das auf Wärme ansprechende Widerstandselement 25 im wesentlichen in der Bremsflüssigkeit 4 angeordnet ist.

Im folgenden wird eine konkrete Anordnung gemäß der zweiten Ausführungsform der Figur 4 und deren Wirkungsweise beim Anzeigen der Qualität der Bremsflüssigkeit 4 beschrieben.

In Figur 4 ist die. Ausgangsklemme der Schaltung 22 zum Feststellen einer Stromunterbrechung, weiche genau so ausgebildet ist wie in Figur 3 gezeigt, mit einer Erregerspule 140 zur Steuerung des Betriebes eines ersten, normalerweise offenen Kontaktes X, versehen. Die Ausgangsklemme der Flüssigkeitstemeperatur-Meßvorrtchtung 128 ist mit einer Erregerspule 142 ausgerüstet zur Steuerung des Betriebes

709826/0807

-UBr-

eines zweiten normalerweise offenen Kontaktes X₂- Eine Lampe L, ist mit der Erregerspule 140 in Serie geschaltet, und eine Lampe L₂ ist mit der Erregerspule 142 in Serie geschaltet. Eine Reihenschaltung, welche die Erregerspule 140 und die Lampe L, enthält, und eine Reihenschaltung, welche die Erregerspule 142 und die Lampe L₂ enthält, sind zwischen einen Pluspol einer Gleichstromquelle 144 und die Erde geschaltet.

Figur 5 zeigt eine konkrete Anordnung der Flüssigkeitstemperatur-Meßschaltung 128. Die FTUssigkeitstemperatur-Meßschaltung 128 weist auf: einen variablen Stromweg 148, der gebildet wird von einer Reihenschaltung mit dem auf Wärme ansprechenden Widerstandselement 125, die zwischen die Erde und den Pluspol einer Gleichstromquelle 146, deren Minuspol geerdet ist, geschaltet ist; eine Reihenschaltung 154 mit einem Widerstand R24 und einem Regelwiderstand VR22, die über einen Gleichstromverstärker 152 zwischen die Erde und einen gemeinsamen Knotenpunkt 150 eines Widerstandes 21 und dem auf Wärme ansprechenden Widerstandselement 125 des variablen Stromweges 148 geschaltet sind; eine Schmidt-Schaltung mit einem Transistor TR20, dessen Basis an einen Knotenpunkt 156 des Widerstandes R24 und des Regelwiderstandes VR22 der Reihenschaltung 154 angeschlossen ist, wobei sein Emitter über einen Widerstand R26 geerdet ist und sein Kollektor über einen Widerstand R28 an einen Pluspol 158 der Gleichstromquelle 144 angeschlossen ist, mit einem Transistor TR22, dessen Emitter an den Emitter des Transistors TR20 angeschlossen ist, dessen Basis über einen Widerstand R30 mit dem Kollektor des Transistors TR20 verbunden und ferner über einen Widerstand R32 geerdet ist, und dessen Kollektor über einen Widerstand R34 an eine positive Ausgangsklemme 158 angeschlossen ist; sowie eine Antriebsschaltung mit einem Transistor TR24, dessen Basis

709826/0807

M/17 324

- VT -

über einen Widerstand R36 an den Kollektor des Transistors TR22 angeschlossen ist, dessen Emitter direkt geerdet ist, und dessen Kollektor über die Erregerspule 142 an die Klemme 158 der Flüssigkeitstemperatur-Meßschaltung 128 angeschlossen ist.. Ein von der Gleichstromquelle 146 auf den variablen Stromweg .148 aufgegebener Strom ändert sich mit dem Widerstand des auf Wärme ansprechenden Widerstandselementes 125, wodurch eine Veränderung des Spannungswertes eintritt, welche an beiden Enden des Widerstandes R21 des variablen Stromweges 148 anliegt, und wird dem Gleichstromverstärker 152 aufgegeben. Die Schwellenspannung der Schmidt-Schaltung wird auf einen Wert eingestellt, der einen Siedepunkt der Bremsflüssigkeit 4 angibt, beispielsweise 15O⁰C, welcher Wert eine Grenze darstellt zwischen guten und schlechten Eigenschaften der Bremsflüssigkeit 4, wobei das Einstellen durch Einstellen des Widerstandes des Regelwiderstandes VR22 der Reihenschaltung 154 erfolgt.

Wenn bei der zweiten Ausführungsform der Figur 4 die eine Stromunterbrechung anzeigende Schaltung 22 vor der Flüssigkeitstemperatur-Meßschaltung 128 betrieben wird, dann wird der erste normalerweise offene Kontakt X, früher geschlossen als der zweite offene Kontakt X₂, um zu bewirken, daß die erste Lampe L-, erleuchtet wird, bevor die zweite Lampe L₂ erleuchtet wird, und auf diese Weise angezeigt wird, daß die Bremsflüssigkeit 4, deren Siedepunkt gemessen wird, bereits schlecht ist. Wird umgekehrt die Flüssigkeitstemperatur-Meßschaltung 128 vor der Schaltung 22 zum Feststellen einer Stromunterbrechung betrieben, dann wird der zweite normalerweise offene Kontakt X₂ früher geschlossen als der erste normalerweise offene Kontakt X₁* um zu bewirken, daß die zweite Lampe L₂ vor der ersten Lampe L₁ erleuchtet wird, wodurch angezeigt wird, daß die Bremsflüssigkeit 4, deren Siedepunkt gemessen wird, gute Qualität hat.

709826/0807

Wie oben beschrieben, mißt die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Feststellung der Flüssigkeitsqualität den Siedepunkt oder den Punkt der Dampfblasensperre der Bremsflüssigkeit 4, wenn diese gerade zu sieden beginnt, wodurch die Bremsflüssigkeit 4 sehr genau einschätzt wird. Da ferner diese Messung nur ausgeführt wird, wenn die Elektrode keinen elektrischen Kontakt mehr hat mit der Bremsflüssigkeit 4, arbeitet die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Feststellung der Flüssigkeitsqualitat verläßlich ohne Fehler, die sich aus der Verunreinigung von beispielsweise der Elektrode ergeben könnten. Sollte eine schlechte Leitung vorhanden sein zwischen der Elektrode und dem Heizbehälter infolge beispielsweise einer Verschmutzung der Elektrode, dann kann die Elektrode, die in den Deckel eingepaßt ist, leicht gereinigt werden. Darüber hinaus wird bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform, bei welcher das auf Wärme ansprechende Widerstandselement in dem Heizbehälter angeordnet ist, die Temperatur der Bremsflüssigkeit genauer festgestellt als dies bisher der Fall war.

Die Vorrichtung zur Bestimmung der Qual itat- einer Flüssigkeit ist nicht nur auf Bremsflüssigkeiten von Kraftfahrzeugen anwendbar, sondern auf jede andere Flüssigkeit, deren Siedepunkt oder Verunreinigungsgehalt zu bestimmen ist.

709826/0807

Leerseite

Claims

M/17 324

Patentansprüche

Qualitätsbestimmungsvorrichtung zur Messung des Siedepunktes oder Punktes, bei welchem der Flüssigkeitsstrom durch Dampfblasenbildung unterbrochen wird, einer Flüssigkeit, die sich durch Verschlechterung verändert, g e k e η η ζ e i.c h η e t durch einen Behälter (2) aus wärmeleitendem und elektrisch leitendem Werkstoff zur Aufnahme einer vorbestimmten Menge einer Flüssigkeitsprobe, deren Siedepunkt bzw. Punkt der Unterbrechung des Flüssigkeitsstromes durch DampfblasenDi!dung gemessen werden soll; einen Siphon (6), dessen eines Ende am Boden des Behälters angeordnet ist und dessen anderes Ende sich aus dem. Behälter heraus erstreckt; einen Deckel (18) aus wärmeisoliererdem Material zum im wesentlichen luftdichten Verschließen der öffnung des Behälters; eine Heizeinrichtung (10) zum Beheizen des Behälters; eine Elektrode (20), deren eines Ende in dem Behälter aufgenommen ist und Kontakt mit der Flüssigkeitsprobe, deren Siedepunkt gemessen werden soll, hat, und deren anderes Ende in dem Deckel fixiert ist; eine Schaltung (22) zur Feststellung einer Stromunterbrechung, die wenigstens die Elektrode (20), den Behälter (2) und die darin enthaltene Probenflüssigkeit (4) zur Bildung eines geschlossenen Stromkreises enthält und die so ausgebildet ist, daß ein Ausgangssigna] abgegeben wird, wenn die Probenflüssigkeit (4) die Elektrode nicht berührt; eine Einrichtung (28) zur Messung der Temperatur der Flüssigkeitspr.obe in dem Behälter in Form elektrischer Signale;

709826/0807

sowie eine Anzeigeeinrichtung (30), welche ansprechend auf die Signale anzeigt, ob die Flüssigkeit in dem Behälter einen höheren oder tieferen Siedepunkt hat als eine Bezugstemperatur.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode (20) hohlzylindrisch ist, und daß die Einrichtung (28) zur Messung der Temperatur der Flüssigkeitsprobe (4) in Form von elektrischen Signalen ein auf Wärme ansprechendes Widerstandelement (25) aufweist, welches innen auf der Bodenebene der hohlzylindrischen Elektrode (20) angeordnet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode (120) nadeiförmig ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (28) zur Messung der Temperatur der Flüssigkeitsprbbe (4) in Form von elektrischen Signalen ein auf Wärme ansprechendes Widerstandselement (125) aufweist, welches in den Behälter (2) gepaßt ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung (10) einen Regelwiderstand (11) und ein elektrisches Widerstandsheizelement (12) aufweist, die in Serie an eine Stromquelle (16) angeschlossen sind.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung (22) zur Feststellung einer Stromunterbrechung ein aktives Schaltelement mit Eingangs- und Ausgangselektroden, den Behälter (2), die Flüssigkeitsprobe (4) in dem Behälter, sowie die Elektrode (20) aufweist; daß eine erste Gleichstromquelle (38)

709826/0807

.3-

sowie eine Erregerspule (34) vorgesehen sind; dabei ist ! die Eingangselektrode an die erste Gleichstromquelle über die Flüssigkeitsprobe (4) in dem Behälter und die Elektrode (20) angeschlossen; die Ausgangselektrode ist an die Leistungsquelle über die Erregerspule (34) angeschlossen; die Einrichtung zur Messung der Temperatur der Flüssigkeitsprobe in Form von elektrischen Signalen besteht aus einer Flüssigkeitstemperatur-Meßschaltung (28) mit einer Brückenschaltung (42), deren einer Zweig das auf Wärme ansprechende Widerstandselement in dem Behälter (2) bildet, und einer zweiten Gleichstromquelle» die zwischen ein Klemmenpaar der Brückenschaltung (42) geschaltet ist; die Temperaturanzeigeeinrichtung (30) weist ein temperaturanzeigendes Gleichstromgalvanometer (30) auf, welches zwischen das andere Klemmenpaar der Brückenschaltung (42) geschaltet ist, sowie eine Einrichtung (36) zum Feststellen des Zeigers (32) des Galvanometers, welche auf die Erregung der Erregerspule (34) anspricht.

Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitstemperatur-Meßschaltung (128) einen variablen Stromweg (148), der gebildet wird von einer Reihenschaltung, welche die ^zweite Gleichstromquelle, das auf Wärme ansprechende Widerstandselement (125) in dem Behälter (2) und einen Widerstand umfaßt, aufweist, sowie einen Gleichstromverstärker (152), dessen Eingangsanschluß an die Serienschaltung zwischen dem auf Wärme ansprechenden Widerstandselement (125) und dem Widerstand angeschlossen ist, sowie eine Schmidt-Schaltung, die an den Ausgangsanschluß des Gleichstromverstärkers angeschlossen ist und der eine Schwellenspannung aufgeprägt wird, die den Siedepunkt der Flüssigkeitsprobe bezeichnet, welcher eine Grenze zwischen deren guter und schlechter Qualität darstellt, sowie eine Antriebs-

709826/0807

M/17 324

schaltung, deren Eingangsanschluß an den Ausgangsanschluß der Schmidt-Schaltung und die zweite Erregerspule, die zwischen die Antriebsschaltung und die erste Gleichstromquelle geschaltet ist, angeschlossen ist, und daß die Anzeigeeinrichtung eine erste normalerweise offene Lampenschaltung aufweist, die geschlossen ist, wenn die zweite Erregerspule aktiviert ist, sowie eine zweite normalerweise offene Lampenschaltung, die geschlossen ist, wenn die erste Erregerspule aktiviert ist.

709826/0807