NL8101310A

NL8101310A - Inrichting voor het meten van de variatie van een capacitieve impedantie, waarvan het dielektricum wordt gevormd door een smeermiddel.

Info

Publication number: NL8101310A
Application number: NL8101310A
Authority: NL
Original assignee: Skf Ind Trading & Dev
Priority date: 1981-03-18
Filing date: 1981-03-18
Publication date: 1982-10-18
Also published as: EP0060588A1; JPH0335620B2; EP0060588B1; DE3268614D1; JPS57161645A; US4471295A

Description

* - · ·» N/30.153-dV/f.

Inrichting voor het meten van de variatie van esn capacitieve impedantie, waarvan het diëlektricum wordt gevormd door een smeermiddel.

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het meten van de variatie van een capacitieve impedantie, waarvan het diëlektricum wordt gevormd door een smeermiddel, voorzien van een oscillator, die een signaal 5 met een voorafbepaalde frequentie via een voorschakelimpedan-'tie levert aan de capacitieve impedantie.

Bij een bekende inrichting van deze soort worden uitgangssignalen geleverd, die een maat vormen voor de dikte van een smeermiddelfilm tussen ten opzichte van el-10 kaar rollende of glijdende oppervlakken en voor het percentage contacttijd gedurende een bepaald meetinterval. Hoewel deze bekende inrichting het voordeel heeft, dat bijzonder nauwkeurige meetresultaten worden verkregen, is de bekende inrichting betrekkelijk gecompliceerd en zijn de fabricage-15 kosten hoog. In de praktijk blijkt echter behoefte te bestaan aan een eenvoudige en goedkope inrichting, waarmee de smering van door een smeermiddel gesmeerde ten opzichte van elkaar bewegende onderdelen en in het bijzonder de kwaliteit van dit smeermiddel kan worden bepaald, zoals bijvoorbeeld 20 bij lagersystemen waar oliefilmbewaking van groot belang is.

De uitvinding beoogt nu een inrichting van de in de aanhef genoemde soort te verschaffen, dat aan deze behoefte voldoet.

Hiertoe wordt de inrichting volgens de uit-25 vinding gekenmerkt door een stroommeetorgaan, dat een van de door de capacitieve impedantie vloeiende stroom afhankelijk signaal levert aan een omzetter, waarvan de uitgang een ge-lijkspanningssignaal levert, dat overeenkomt met de momentele waarde van de capacitieve impedantie.

30 Op deze wijze wordt een bijzonder eenvoudig uitgevoerde inrichting verkregen, die tegen relatief lage kosten kan worden vervaardigd. Aangezien de momentele waarde van de capacitieve impedantie afhankelijk is van de relatieve diëlektrische constante en de lekweerstand van het smeermiddel 35 is het verkregen gelijkspanningssignaal een maat voor de kwaliteit van het smeermiddel en de smering van de door dit smeermiddel gesmeerde onderdelen. Bovendien behoeft bij.de 8101310 tr . 5 -2- . inrichting volgens de uitvinding geen contact met bewegende onderdelen te worden gemaakt, als uitsluitend de kwaliteit van het smeermiddel behoeft te worden gemeten.

Volgens een gunstige uitvoeringsvorm van de uit-5 vinding bestaat het stroommeetorgaan uit een stroomtransforma-tor, waarvan de primaire wikkeling is opgenomen in de verbinding tussen de voorsch'akelimpedantie en de capacitieve impedantie, terwijl de secundaire wikkeling is aangesloten op de omzetter. Hierbij kan volgens de uitvinding de omzetter zijn 10 voorzien van een op de voorafbepaalde frequentie van de oscillator afgestemd banddoorlaatfilter, waarvan de ingang met dé secundaire wikkeling van de stroomtransformator is verbonden, terwijl de uitgang op een amplitudedetector is aangesloten, die het gelijkspanningssignaal afgeeft.

15 De inrichting volgens de uitvinding kan derhalve uit goedkope onderdelen worden samengesteld, zodat de kostprijs laag is, waardoor de inrichting op verschillende terreinen kan worden toegepast.

Volgens de uitvinding kan bijvoorbeeld een compa- 20. rator zijn aangesloten op de uitgang van de omzetter, welke comparator het gelijkspanningssignaal vergelijkt met een referentiewaarde en bij het overschrijden hiervan een alarmsignaal afgeeft. Hierdoor kan de inrichting bijvoorbeeld de kwaliteit van olie in het carter van een verbrandingsmotor of van de olie 25 in de versnellingsbak en dergelijke bewaken, waarbij automatisch een alarmsignaal wordt gegeven, als de olie op korte termijn moet worden ververst. Hiertoe omvat de capacitieve impedantie volgens de uitvinding twee als metalen stroken of pennen uitgevoerde contactorganen,die met het smeermiddel in aanraking zijn. .-‘30 De inrichting volgens de uitvinding kan voorts ook worden gebruikt voor het bewaken van de smering van wiel-lagers van een voertuig, waartoe de capacitieve impedantie twee contactorganen omvat, die respectievélijk worden gevormd door een binnen- of buitenloopring van een lager en een op de 35afdichting van dit lager gevormde metaalstrook.

De uitvinding wordt hierna nader toegelicht aan de hand van de tekening, waarin een uitvoeringsvoorbeeld van de inrichting volgens de uitvinding is weergegeven.

Een oscillator 1 is over een voorschakelimpe-4G.dantie, welke bij voorkeur uit een condensator C bestaat, 8101310 » > -3- gekoppeld met een capacitieve impedantie 2, waarvan het die— lektricum wordt gevormd door een smeermiddel en die uit een condensator C en een lekweerstand RT bestaat, De oscillator 1 levert een sinusvormig signaal met een voorafbepaalde fre-5 quentie f van bijvoorbeeld 0,5 MHz. Hierdoor gaat een stroom I door de capacitieve impedantie 2 vloeien, waarvoor geldt · (ζν-Γ e s 10 waarin U de spanning over de impedantie 2 is. De capaciteit van de condensator Cg is hierbij afhankelijk van de relatieve diëlektrische constante £r van het smeermiddel.

Door het meten van de stroom I kan derhalve de variatie van de impedantie 2 worden bepaald. Hiertoe is 15 de primaire wikkeling 3 van een stroomtransfbrmator 4 opgenomen in de verbinding tussen de condensator C en de impedantie 2. De secundaire wikkeling 5 is aangesloten op een banddoorlaatfilter 6, dat is afgestemd op de frequentie fQ van de oscillator 1, zodat op de uitgang 7 van het banddoorlaat-20 filter 6 een in amplitude gemoduleerd signaal met de frequentie f verschijnt. Het banddoorlaatfilter 6 kan een keramisch filter zijn of kan uit een afgestemde kring bestaan, die wordt gevormd door de secundaire wikkeling 5 en een hieraan parallel geschakelde condensator.

25 Op de uitgang 7 van het banddoorlaatfilter 6 is een amplitudedetector 8 aangesloten, die als piekdetector kan zijn uitgevoerd, zoals schematisch in de tekening is weergegeven. Op de uitgang 9 van de amplitudedetector 8 is een gelijkspanningssignaal VQ beschikbaar, dat overeenkomt met 30 de momentele waarde van de capacitieve impedantie 2. Desgewenst kan op de uitgang 8 nog een versterker (niet weergegeven) zijn aangesloten, welke het gelijkspanningssignaal Vq op een geschikt niveau brengt.

Uit het voorgaande blijkt, dat de uitvinding 35 een bijzonder eenvoudige inrichting voor het meten van de variatie van de capacitieve impedantie 2 verschaft, die met goedkope onderdelen is uitgevoerd, zodat de kostprijs laag is.

Het verkregen gelijksoanningssignaal V is afhankelijk van 810131 v

C V

-4- de relatieve diëlektrische constante g en de lekweerstand R , welke factoren op hun beurt afhankelijk zijn van de kwa-liteit van het smeermiddel.

De beschreven inrichting kan hierdoor op ver-5 schillende terreinen worden toegepast voor het controleren van de kwaliteit van een smeermiddel tijdens het gebruik hiervan. De capacitieve impedantie 1 kan bijvoorbeeld twee contactorganen omvatten, die als "condensatorplaten" werkzaam zijn en die zijn uitgevoerd als metalen stroken of pennen, 10 die met het smeermiddel in aanraking zijn. Deze stroken of pennen kunnen hiertoe ten opzichte van elkaar geïsoleerd in het carter van een verbrandingsmotor zijn gemonteerd, of in een versnellingsbak of dergelijke, waarbij uit het ge-lijkspanningssignaal VQ kan worden geleid, wanneer de kwa-15 liteit van de olie zo ver achteruit is gegaan, dat de olie moet worden ververst.

Hierbij kan de uitgang 9 van de amplitude-detector bijvoorbeeld op de éne ingang van een comparator 10 zijn aangesloten, zoals in de tekening door een streeplijn· 20 is aangeduid. Op de andere ingang van de comparator 10 is een referentiespanning vref aangesloten, waarbij de uitgang 11 van de comparator 10 automatisch een alarmsignaal afgeeft, als de referentiespanning Vre£ wordt overschreden door het gelijkspanningssignaal V . De uitgang 11 kan bij-. 25 voorbeeld een signaallampje sturen, waarmee aan de gebruiker wordt aangegeven, dat olieverversen op korte termijn noodzakelijk is.

Volgens de uitvinding kunnen de contactorganen van de capacitieve impedantie ook respectievelijk worden 30 gevormd door een binnen- of buitenloopring van een lager en een op de afdichting van het lager gevormde metaalstrook. Hierdoor kan de smering van het lager worden bewaakt.

Doordat bij de beschreven inrichting slechts de stroom I door de capacitieve impedantie behoeft te worden 35 gemeten, wordt het belangrijke voordeel bereikt, dat voor het meten van de smering of de kwaliteit van het smeermiddel in principe geen contact met bewegende onderdelen nodig is.

Uiteraard kan de inrichting volgens de uitvinding ook worden gebruikt voor het meten van de dikte van 40 de smeermiddelfilm bij een lager. In dat geval worden de 8101310 -5- contactorganen van de capacitieve impedantie 2 gevormd door de binnen- en buitenloopring van het lager. De waarde van de gemeten capacitieve impedantie 2 zal dan immers ook afhankelijk zijn van de dikte van de smeermiddelfilm, aangezien een 5 afnemende dikte van de smeermiddelfilm een afnemende dikte van het diëlektricum inhoudt. Door toepassing van de comparator 10 en bijvoorbeeld een teller, die het aantal overschrijdingen van de referentiespanning vref per meetinterval telt, kan tevens het percentage contacttijd worden gemeten.

10 De uitvinding is niet beperkt tot de in het voorgaande beschreven uitvoeringsvoorbeelden, die binnen het kader der uitvinding op verschillende manieren kunnen worden gevarieerd.

8101310

Claims

1. Inrichting voor het meten van de variatie van een capacitieve impedantie/ waarvan het diëlektricum wordt gevormd door een smeermiddel/ voorzien van een oscillator, die een signaal met een voorafbepaalde frequentie via 5 een voorschakelimpedantie levert aan de capacitieve impedantie, gekenmerkt door een stroommeetorgaan, dat een van de door de capacitieve impedantie vloeiende stroom afhankelijk signaal levert aan een omzetter, waarvan de uitgang een gelijkspanningssignaal levert, dat overeenkomt 1G met de momentele waarde van de capacitieve impedantie.

2. Inrichting volgens conclusie 1, m e t het kenmerk, dat het stroommeetorgaan bestaat uit een stroomtransformator, waarvan de primaire wikkeling is opgenomen in de verbinding tussen de voorschakelimpedantie 15 en de capacitieve impedantie, terwijl de secundaire wikkeling is aangesloten op de omzetter.

3. Inrichting volgens conclusie 2, m e t het kenmerk, dat de omzetter is voorzien van een op de voorafbepaalde frequentie van de oscillator afgestemd 20 banddoorlaatfilter, waarvan de ingang met de secundaire wikkeling van de stroomtransformator is verbonden, terwijl de uitgang op een amplitudedetector is aangesloten, die het ' gelijkspanningssignaal afgeeft.

4. Inrichting’ volgens conclusie 3, m e t 25 het kenmerk, dat het banddoorlaatfilter wordt gevormd door de secundaire wikkeling van de stroomtransformator en een hieraan parallel geschakelde condensator, die een op de oscillatorfrequentie afgestemde parallelresonantiekring vormen.

5. Inrichting volgens ëën der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat een comparator is aangesloten op de uitgang van de omzetter, welke comparator het gelijkspanningssignaal vergelijkt met een referentiewaarde en bij het overschrijden hiervan een alarm- 35 signaal afgeeft.

6. Inrichting volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de capacitieve impedantie twee als metalen stroken of pennen uitgevoerde contactorganen omvat, die met het smeermiddel in aanraking 8101310 -7- zijn.

7. Inrichting volgens één der conclusies 1-5, met het kenmerk, dat de capacitieve impedantie twee contactorganen omvat, die respectievelijk worden gevormd door een binnen- of buitenloopring van een lager en een op de afdichting van dit lager gevormde metaalstrook. 8101310