DK150400B - Apparat til bestemmelse af en vaeskes kogepunkt eller dampdannelsespunkt - Google Patents

Description

i 150400 I hurtigt kørende motorkøretøjers bremsesystemer udvikles der ofte meget betydelige varmemængder, hvorved der kan opstå såkaldte damppropper. Dette sker, når en bremse-væske opvarmes til en temperatur i nærheden af et koge-5 punkt eller dampdannelsespunkt, og det fører til en meget betydelig reduktion af bremseevnen og dermed til en forøget risiko for trafikuheld. For at forhindre dannelse af damppropper skal en bremsevæske have et højt kogepunkt.

10 Jo højere kogepunkt eller dampdannelsespunkt en bremse-væske har, desto mere mærkbar er en formindskelse af kogepunktet eller dampdannelsespunktet forårsaget af væskens hygroskopiske egenskaber. Når bremsevæsken opvarmes stærkt og sættes under tryk under bremsning og 15 derved nedbrydes, opstår der bestanddele med lavt kogepunkt, hvorved dampdannelsespunktet sænkes. En bremse-væske forringes således ved absorption af fugtighed fra atmosfæren. Når en bremsevæske særlig bruges i meget fugtig luft, vil et forøget vandindhold i bremsevæsken 20 føre til en formindskelse af kogepunktet og dermed forøget risiko for dannelsen af damppropper. For at forhindre dette uønskede fænomen er det nødvendigt periodisk at undersøge væsken for indhold af vand og andre bestanddele med lavt kogepunkt og. derved bestemme væskens 25 kvalitet.

En bremsevæske består i almindelighed af forskellige væsker med hver sit kogepunkt, og dampdannelsespunktet er det laveste af disse kogepunkter. Det er dette dampdannelsespunkt, der bestemmer risikoen for dannelsen 30 af damppropper, og det er derfor dette punkt, der skal måles til bestemmelse af bremsevæskens kvalitet.

Opfindelsen angår et apparat af den i krav l's indledning angivne art.

150400 2

Et sådant apparat er vist og beskrevet i beskrivelsen til USA patent nr. 3 844 159. Dette apparat er indret-' tet til ad elektrisk vej at detektere, om kogepunktet af en bremsevæske, hvis kvalitet skal bestemmes, ligger 5 over eller under et foreskrevet niveau. Apparatets termoelement er imidlertid anbragt i siden af den varmeledende beholder, og da denne vil have en højere temperatur end væsken i beholderen, vil måleresultatet ikke være et helt korrekt udtryk for væsketemperaturen.

10 Opfindelsen har til formål at angive et apparat af den omhandlede art, som er i stand til at foretage en korrekt bestemmelse af en vilkårlig væskes kvalitet ved udførelse af en pålidelig temperaturmåling.

Dette formål opnås ved, at apparatet er udformet som 15 angivet i krav l's kendetegnende del, idet denne konstruktion sikrer, at termoelementet ikke kan opvarmes på anden måde end gennem væsken i beholderen, så at den målte temperatur bliver et pålideligt og nøjagtigt udtryk for væsketemperaturen.

20 En hensigtsmæssig udformning af elektroden, der giver god varmeoverføringskontakt mellem væsken og termoelementet, er angivet i krav 2.

Opfindelsen skal forklares nærmere i det følgende under henvisning til tegningen, hvor 25 fig. 1 skematisk og i blokdiagram viser en udførelses-form for apparatet ifølge opfindelsen, fig. 2 skalaen på en temperaturindikator, der indgår i det i fig. 1 viste apparat, og fig. 3 et ligeledes i dette apparat indgående kredsløb 30 til detektering af strømafbrydelse.

3 150400

Det i fig. 1-3 viste apparat er bestemt til måling af en bremsevæskes kvalitet. Det indeholder en opvarmnings-beholder 2 med plads til ca. 0,5 til 0,6 cm^ væske.

Denne beholder består af et varmeledende og elektrisk 5 ledende materiale og har for oven en åbning med en diameter på ca. 10 mm, hvorigennem den bremsevæske 4, hvis kogepunkt skal måles, kan hældes. Den ene ende af et i hovedsagen U-formet rør 6 med en indvendig diameter på ca. 2 mm står i forbindelse med det indre af behol-10 deren 2 i nærheden af dennes bund. Røret 6 strækker sig op over væskeniveauet i beholderen 2, og dets anden ende vender nedad til dannelse af en syphon til udtagning af bremsevæske 4 fra beholderen 2. Ved udtrykket "syphon" skal her forstås et U- eller V-formet overføringsrør, 15 der anvendes til først at løfte bremsevæske 4 og derefter lade den falde, dvs. til fjernelse af bremsevæske 4 fra beholderen 2, når væsken tilføres tryk. Den anden ende af røret 6 går ned i en beholder 8 til modtagelse af bremsevæske fra opvarmningsbeholderen 2. Denne mod-20 tagebeholder 8 kan dog eventuelt undværes.

Under beholderen 2 findes et opvarmningsmiddel 10 bestående af et lukket kredsløb, der indeholder en variabel modstand 11, et varmelegeme 12, en afbryder 14 og en strømkilde 16, og som er indrettet til hurtigt 25 at opvarme bremsevæsken 4 til en temperatur på ca.

100 °C til 300 °C. Beholderen 2's åbning er lukket tæt til af et låg 18, efter at bremsevæsken 4 er hældt i beholderen.. Låget 18 består af varmeisolerende materiale og omslutter en hul, cylindrisk elektrode 20. Denne 30 elektrode rager så langt ned i beholderen 2 fra låget 18, at den går et forudbestemt stykke ned i bremsevæsken 4. Elektroden 20 er således fastgjort til låget 18, at den ikke bryder den lufttætte lukning af beholderen 2. Et kredsløb 22 til detektering af strømafbrydelse 35 er gennem en modstand 24 forbundet mellem elektroden 150400 4 20 og beholderen 2. Indretningen af kredsløbet 22 skal senere beskrives under henvisning til fig. 3. Kredsløbet 22 detekterer, om beholderen 2 indeholder en foreskreven mængde bremsevæske 4, hvis kogepunkt skal bestemmes.

5 Dette kredsløb danner sammen med elektroden 20, bremse-væsken 4 og beholderen 2 et lukket kredsløb. Når der opstår et mellemrum mellem elektroden 20 og bremsevæsken 4, frembringer kredsløbet 22 et udgangssignal, som indikerer strømafbrydelsen. Et temperaturdetekterende element 10 25 såsom en varmefølsom modstand, der afføler tempera turen i bremsevæsken 4 i beholderen 2, er anbragt på den plane bund af den hule, cylindriske elektrode 20.

Modstanden 25 kan f.eks. udgøres af en termistor, som er forbundet med et temperaturmålekredsløb 28 gennem 15 en ledning 26, som er isoleret og strækker sig ned gennem den hule elektrode 20.

Et termometer 30, som indgår i temperaturmålekredsløbet 28, angiver med en viser på en temperaturskala som vist i fig. 2 temperaturen af bremsevæsken 4 affølt af den 20 varmefølsomme modstand 25. Termometeret 30 er således indrettet, at viseren 32 holdes fast, når kredsløbet 22 afgiver et signal, som indikerer strømafbrydelse.

Når en magnetiseringsspole 34 magnetiseres af et signal, der indikerer strømafbrydelse, fra kredsløbet 22, fast-25 låses viseren 32 af et jernstykke 36, som bevæges af magnetiseringsspolen 34.

Den i fig. 3 viste udførelse af kredsløbet 22 er af Darlington-typen og indeholder en transistor TRI, hvis basis, er forbundet med beholderen 2 gennem en modstand 30 RI, og hvis kollektor er forbundet med den positive klemme af en jævnstrømskilde 38 gennem en modstand R2, samt en transistor TR2, hvis basis er forbundet med kollektoren i transistoren TRI, og hvis kollektor er forbundet med jævnstrømskildens positive klemme gennem 5 150400 magnetiseringsspolen 34. Begge transistorers emittere er jordforbundet, og deres kollektorer er forbundet med den hule, cylindriske elektrode 20 gennem modstanden 24 og henholdsvis modstanden R2 og magnetiserings-5 spolen 34. Som tidligere nævnt afgiver kredsløbet 22 et signal til indikation af strømafbrydelse, når forbindelsen mellem opvarmningsbeholderen 2 og den hule, cylindriske elektrode 20 afbrydes. Når der føres strøm til basis i transistoren TRI fra jævnstrømskilden 38 10 gennem elektroden 20, bremsevæsken 4 og beholderen 2, frembringer kredsløbet 22 intet signal. Når imidlertid niveauet af bremsevæsken 4 i beholderen falder så meget, at der opstår et mellemrum mellem væsken og elektroden 20, frembringer kredsløbet 22 et signal, der indikerer 15 strømafbrydelse. Når der ikke længere går strøm gennem transistoren TRl's basis, så at transistoren bliver ikke-ledende, påtrykkes der en jævnspænding på transistoren TR2's basis fra jævnstrømskilden 38. Derved bliver transistoren TR2 ledende, så at der kan gå strøm 20 gennem magnetiseringsspolen 34.

Det i fig. 1 viste temperaturmålekredsløb 28 indeholder den varmefølsomme modstand 25 og modstande Ril, R12 og R13, som danner et brokredsløb 42, over hvis indgangsklemmer en jævnstrømskilde 40 er forbundet, samt 25 et termometer 30, der udgøres af et almindeligt jævn-strømsgalvanometer, f.eks. af den art, der har en bevægelig spole, hvilket galvanometer er forbundet over brokredsløbet 42's udgangsklemmer. Kredsløbet 28 indikerer temperaturen af bremsevæsken 4 ved at omsætte 30 ændringer af den varmefølsomme modstand 25's modstand fremkaldt af temperaturændringer i bremsevæsken til bevægelse af termometeret 30's viser 32. Som ovenfor nævnt fastlåses viseren 32 af det bevægelige jernstykke 36, når der afgives et signal, der indikerer strømaf-35 brydelse, til magnetiseringsspolen 34. Termometerets 6

15 0 A O O

temperaturskala, fig. 2, går fra O °C til 300 °C. Temperaturskalaen 44 er opdelt i tre områder, der spænder over temperaturer fra 0 °C til 150 C°, fra 150 °C til 170 °C og fra 170 °C til 300 °C. De tre områder er mærket 5 med bogstaverne henholdsvis "Danger" i rødt, "ATT" i gult og "Nothing" i grønt. Betegnelsen "Danger" angiver, at den bremsevæske, hvis kogepunkt er målt, er så forringet, at den må udskiftes. Betegnelsen "ATT" angiver, at bremsevæskens kvalitet er dalende og kræver opmærk-10 somhed. Betegnelsen "Nothing" angiver, at den kontrollerede bremsevæske stadig er af tilfredsstillende kvalitet.

En måleproces foretages med det ovenfor beskrevne apparat på følgende måde: Låget 18 tages af beholderen 2, og ca. 0,5 til 0,6 cm^ 15 bremsevæske hældes i beholderen, som derefter påny lukkes ved påsætning af låget 18. Herved føres den hule, cylindriske elektrode 20 et lille stykke ned i bremsevæsken 4. I denne tilstand er der elektrisk forbindelse mellem beholderen 2 og elektroden 20, og kredsløbet 22 til 20 detektering af strømafbrydelse er derfor ikke i funktion. Termometeret 30 indikerer bremsevæskens temperatur affølt af den varmefølsomme modstand 25.

Når varmekredsløbets afbryder 14 sluttes, opvarmes beholderen af varmelegemet 12. Temperaturen af bremse-25 væsken 4 stiger nu hurtigt, og i løbet af nogle få sekunder koger væsken. Som ovenfor nævnt varierer bremsevæskens kogepunkt med indholdet af vand og bestanddele med lavt kogepunkt. En bremsevæske af høj kvalitet indeholdende mindre end 3% vand og en ringe mængde bestand-30 dele med lavt kogepunkt koger ved en temperatur på ca.

160 °C til 200 "C.

7 150400

Under opvarmningen af bremsevæsken vil der først ske det, at gasser, der er opløst i bremsevæsken, ekspanderer og bobler op gennem væsken. Derefter fordamper vand og andre bestanddele, der har lavere kogepunkt end brem-5 sevæsken 4, og når endelig temperaturen nærmer sig dette kogepunkt, vil selve bremsevæsken 4 fordampe med en voksende mængde bobler sluttende med et eksplosions-agtigt forløb. Det forøgede tryk i den lukkede beholder 2 hidrørende fra tilstedeværelsen af luft, vanddamp, 10 dampe af bestanddele med lavt kogepunkt og bremsevæske-bobler får bremsevæskens niveau til gradvis at falde.

Som følge heraf overføres bremsevæsken 4 lidt efter lidt fra opvarmningsbeholderen 2 til modtagebeholderen 8 gennem røret 6. Når det eksplosionsagtige forløb senere 15 sætter ind, bringes bremsevæsken 4 hurtigt over i beholderen 8.

Under den første del af opvarmningsprocessen er der elektrisk ledende forbindelse mellem den hule, cylindriske elektrode 20 og beholderen 2, fordi elektroden 20 går ned i bremsevæsken 4. Når væskeniveauet senere falder på grund af det stigende tryk i beholderen 2 hidrørende fra fordampning af vand og bestanddele med et lavt kogepunkt i bremsevæsken 4 og den efterfølgende fordampning af selve bremsevæsken under udvikling af bobler deri, 25 afbrydes kontakten mellem elektroden 20 og bremsevæsken, så at der ikke længere er elektrisk forbindelse mellem elektroden og beholderen. På dette tidspunkt træder kredsløbet 22 til detektering af strømafbrydelse i funktion. Et udgangssignal fra dette kredsløb 22 fastlåser 30 termometeret 30's viser 32 i en stilling på temperatur-skalaen 44, som viser, om den afprøvede bremsevæske har en god kvalitet. Termometerviseren 32 fastlåses ikke ved den eksplosionsagtige udstrømning af bremsevæske 4, men netop på det tidspunkt, da indledende kog-35 ning finder sted, hvilket sikrer, at den foretagne kva- 150400 8 litetsvurdering bliver korrekt. Ved måling på en blanding af væskeformige materialer såsom en bremsevæske 4 kan dampdannelsespunktet bestemmes med stor nøjagtighed.

Dette punkt falder sammen med kogepunktet af den væske-5 komponent, som har det laveste kogepunkt.

Hvis der skulle opstå fejl i form af ændret ledningsevne mellem elektroden og opvarmningsbeholderen hid-rørende f.eks. fra tilsmudsning af elektroden, kan denne, der er fastgjort til låget, let renses.

10 Apparatet ifølge opfindelsen er i det foregående specielt beskrevet anvendt til måling af motorkøretøjers bremsevæske, men det kan også anvendes til måling på andre væsker, hvis kogepunkt eller indhold af urenheder skal bestemmes.