RU2476859C2 - Работающий в режиме реального времени датчик для отслеживания химических примесей в рабочих жидкостях гидравлических систем - Google Patents
Работающий в режиме реального времени датчик для отслеживания химических примесей в рабочих жидкостях гидравлических систем Download PDFInfo
- Publication number
- RU2476859C2 RU2476859C2 RU2009122074/28A RU2009122074A RU2476859C2 RU 2476859 C2 RU2476859 C2 RU 2476859C2 RU 2009122074/28 A RU2009122074/28 A RU 2009122074/28A RU 2009122074 A RU2009122074 A RU 2009122074A RU 2476859 C2 RU2476859 C2 RU 2476859C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- infrared
- working fluid
- sensor according
- zone
- real
- Prior art date
Links
- 239000012530 fluid Substances 0.000 title claims abstract description 51
- 239000012535 impurity Substances 0.000 title claims abstract description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 title claims abstract description 7
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 title abstract description 7
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 18
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 17
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 16
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims description 13
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 9
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 9
- 150000003014 phosphoric acid esters Chemical class 0.000 claims description 7
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 claims description 6
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 claims description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 3
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 claims description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 2
- 238000004451 qualitative analysis Methods 0.000 claims description 2
- 238000004445 quantitative analysis Methods 0.000 claims description 2
- 238000007689 inspection Methods 0.000 abstract description 4
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 abstract description 4
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 abstract description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 5
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 3
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 3
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 2
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 2
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000012223 aqueous fraction Substances 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000003487 electrochemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 238000009533 lab test Methods 0.000 description 1
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 125000000896 monocarboxylic acid group Chemical group 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 238000010183 spectrum analysis Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
- B60T17/00—Component parts, details, or accessories of power brake systems not covered by groups B60T8/00, B60T13/00 or B60T15/00, or presenting other characteristic features
- B60T17/18—Safety devices; Monitoring
- B60T17/22—Devices for monitoring or checking brake systems; Signal devices
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
- G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
- G01N21/35—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light
- G01N21/3577—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light for analysing liquids, e.g. polluted water
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/26—Oils; Viscous liquids; Paints; Inks
- G01N33/28—Oils, i.e. hydrocarbon liquids
- G01N33/2835—Specific substances contained in the oils or fuels
- G01N33/2876—Total acid number
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
- G01N27/04—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
- G01N27/06—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of a liquid
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Pathology (AREA)
- Immunology (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Transportation (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Optical Measuring Cells (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
Abstract
Работающий в режиме реального времени датчик (1) для отслеживания химических примесей в рабочих жидкостях, содержащий приемный контейнер (4) для отслеживаемой жидкости, содержащий смотровые окошки (3), расположенные на двух противоположных сторонах, а также инфракрасный излучатель (2) и инфракрасный детектор (5), содержащий по меньшей мере четыре приемные зоны для спектроскопического приема инфракрасного излучения, причем указанные зоны расположены на двух смотровых окошках (3) напротив друг друга. Благодаря этому предоставлен датчик, способный к определению в режиме реального времени на основе сложных эфиров фосфорной кислоты параметров рабочих жидкостей, существенных для технического обслуживания, т.е. без изъятия жидкости из гидравлической системы летательного аппарата в качестве пробы. 8 з.п. ф-лы, 4 ил.
Description
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к датчику для отслеживания химических примесей в рабочих жидкостях по п.1 формулы изобретения, работающему в режиме реального времени.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Используемые в авиации рабочие жидкости гидравлических систем, как правило, являются гигроскопичными. Из этого следует, что срок их службы в высокой степени непредсказуем. Поскольку состояние рабочей жидкости влияет на всю гидравлическую систему летательного аппарата, незамеченное ухудшение качества рабочей жидкости может иметь серьезные последствия от повреждения этой системы до выхода ее из строя. Используемые до настоящего времени в авиации способы определения состояния рабочей жидкости в гидравлической системе летательного аппарата являются трудоемкими, длительными и дорогостоящими. Таким образом, обычно рабочую жидкость исследуют не чаще, чем один раз в год. При этом существует риск обнаружить, что срок службы рабочей жидкости закончился раньше срока, и по этой причине эксплуатация летательного аппарата должна быть прервана, что может повлечь значительные затраты.
В настоящее время рабочую жидкость обычно исследуют в автономном режиме, т.е. в лаборатории после взятия пробы. Для этого рабочую жидкость выкачивают из системы на станции технического обслуживания и отправляют на анализ в специализированную лабораторию. В этом случае техническое облуживание осуществляют через несколько дней ожидания только после того, как придет результат из лаборатории.
В частности, в этом случае представляют интерес такой параметр рабочей жидкости, как содержание кислоты, поскольку этот важнейший параметр определяет срок службы. В частности, под воздействием повышенного содержания кислоты увеличивается коррозия гидравлической системы, т.е. насосов, клапанов и трубопроводов. Содержание кислоты обозначается числом нейтрализации или общим кислотным числом. Кроме того, важным параметром, снижающим срок службы вследствие гидролиза, является растворенная в рабочей жидкости вода. Более того, свободная вода из-за недостаточного смазывания может разрушить и заморозить насосы, что может привести к их блокировке. Еще одним важным параметром являются растворенные в рабочей жидкости газы, которые в случае падения давления в системе могут образовывать пузыри и приводить к потере передаточного усилия рабочей жидкости. Еще одним решающим параметром является содержание хлора, так как растворы хлора могут привести к коррозии элементов гидравлической системы. Кроме того, в результате этого могут происходить нежелательные электрохимические реакции. Электрические свойства, т.е. электропроводность и электрическое сопротивление, являются характеристиками, отражающими различные отклонения рабочей жидкости.
Указанные параметры играют важную роль потому, что сложные эфиры фосфорной кислоты наподобие тех, что встречаются в рабочей жидкости авиационных гидравлических систем, являются полярными, поэтому проявляют тенденцию к абсорбированию воды. В свою очередь, растворенная вода может привести к распаду молекул сложного эфира фосфорной кислоты в виде трех реакций: окисления, пиролиза и гидролиза. Добавки образуют слабые кислоты согласно следующему уравнению:
сложный эфир+H2O→спирт+COOH.
Сложные эфиры фосфорной кислоты образуют сильные кислоты согласно следующему уравнению:
H2O→спирт+H3PO4.
В конечном счете образование спирта может привести к образованию пузырей, которые могут неблагоприятно влиять на передаточное усилие рабочей жидкости. С другой стороны, молекулы фосфорной кислоты могут вступать в реакцию с растворенной водой с образованием ионов Н3O+, которые вызывают коррозию.
По указанным выше причинам в летательных аппаратах большое значение имеют отслеживание изменения существенных параметров рабочей жидкости, используемой в гидравлической системе, и наблюдение за этими параметрами в режиме реального времени.
Известны системы для отслеживания изменения состояния рабочих жидкостей. Например, в US 5,071,527 предложен датчик, содержащий электроды для измерения электрических свойств пробы наблюдаемой рабочей жидкости. Указанный датчик подсоединен к оценочному блоку, который определяет результаты измерения электропроводности в заданных состояниях рабочей жидкости. При этом сам датчик настолько мал, что он может быть использован как в автономном режиме, так и в режиме реального времени. Однако только измерение сопротивления дает неточные и в целом неудовлетворительные результаты, так что в этом случае требуются также дополнительные лабораторные исследования.
Кроме того, в US 4,013,953 предложен оптический датчик для отслеживания состояния рабочих жидкостей, измерения которого основаны, в частности, на ослаблении и рассеивании видимого луча света, пропускаемого через пробу отслеживаемой рабочей жидкости. Известный датчик имеет очень сложную конструкцию с подвижными деталями, поэтому требует постоянного технического обслуживания. Поскольку известное устройство весит примерно 1 кг, в первую очередь речь идет о его использовании в автономном режиме.
Таким образом, задачей настоящего изобретения является создание датчика, способного к определению в режиме реального времени на основе сложных эфиров фосфорной кислоты параметров рабочих жидкостей, существенных для технического обслуживания, т.е. без изъятия жидкости из гидравлической системы летательного аппарата в качестве проб. В частности, с использованием указанных средств должна быть получены информация о содержании растворенной в рабочей жидкости воды и число нейтрализации или общее кислотное число.
Благодаря отличительным признакам по п.1 формулы изобретения указанная задача решена.
Преимущественные варианты осуществления изобретения указаны в зависимых пунктах формулы.
Работающий в режиме реального времени датчик для отслеживания химических примесей в рабочих жидкостях, согласно изобретению содержащий приемный контейнер для отслеживаемой жидкости, имеющий на двух противоположных сторонах смотровые окошки, отличается тем, что он содержит инфракрасный излучатель и инфракрасный детектор, имеющий по меньшей мере две, предпочтительно четыре, зоны для спектроскопического приема инфракрасного излучения, расположенные на двух смотровых окошках друг напротив друга.
Благодаря этому создан датчик, способный к определению параметров рабочих жидкостей на основе сложных эфиров фосфорной кислоты, существенных с точки зрения поддержания работоспособности, и в режиме реального времени, т.е. без изъятия жидкости из гидравлической системы летательного аппарата в качестве проб. В частности, с использованием датчика согласно изобретению, работающему в режиме реального времени, могут быть получены информация о содержании воды, растворенной в рабочей жидкости, и число нейтрализации или общее кислотное число.
Экспериментальным путем обнаружено, что при прохождении инфракрасного луча через рабочую жидкость на основе сложных эфиров фосфорной кислоты по поглощению инфракрасного излучения можно с высокой точностью судить о состоянии рабочей жидкости в результате колебаний молекул O-H в заданных полосах пропускания инфракрасного излучения. Таким образом, поглощение инфракрасного излучения с указанным волновым числом изменяется определенным образом в зависимости от того, присутствуют ли примеси в виде воды, спирта или кислоты. Кроме того, благодаря этому может быть определено процентное содержание фракции примеси, а также число нейтрализации или общее кислотное число.
Благодаря небольшим размерам и малому весу предлагаемого датчика, работающего в режиме реального времени, измерение может быть выполнено в режиме реального времени, т.е. в гидравлической системе во время полета летательного аппарата, и повторено с любым интервалом времени, например ежедневно. Благодаря получаемым таким способом данным могут быть определены точное состояние рабочей жидкости и соответствующая тенденция, и могут быть стратегически спланированы работы по техническому обслуживанию, например, одновременно с другими предусмотренными работами.
В преимущественном варианте осуществления предлагаемого датчика между одним смотровым окошком и инфракрасным детектором размещен оптический фильтр, содержащий по меньшей мере две, предпочтительно четыре, зоны пропускания полос инфракрасного излучения с различными волновыми числами. Благодаря этому возможен чисто оптический качественный и количественный анализ результатов измерений.
В преимущественном варианте осуществления предлагаемого датчика смотровое окошко изготовлено из сапфирового стекла. Благодаря этому обеспечивается прохождение луча через пробу рабочей жидкости без рассеивания.
В преимущественном варианте осуществления предлагаемого датчика предусмотрено наличие оценочных устройств для оценки в режиме реального времени электрических измерений сигналов инфракрасного детектора. Указанные устройства могут содержать процессор и запоминающее устройство.
В преимущественном варианте осуществления предлагаемого датчика предусмотрено сохранение в указанном оценочном устройстве корреляции между коэффициентом пропускания инфракрасного излучения по меньшей мере с двумя заданными волновыми числами и содержанием воды и/или спирта в рабочей жидкости. Указанные данные предварительно определяют экспериментальным путем и сохраняют в блоке памяти оценочного устройства.
В преимущественном варианте осуществления предлагаемого датчика предусмотрено сохранение в указанном оценочном устройстве корреляции между коэффициентом пропускания инфракрасного излучения, по меньшей мере с двумя заданными волновыми числами и числом нейтрализации или общим кислотным числом. Указанные данные предварительно определяют экспериментальным путем и сохраняют в блоке памяти оценочного устройства.
В преимущественном варианте осуществления предлагаемого датчика предусмотрено, что оптический фильтр содержит по меньшей мере одну зону пропускания полосы инфракрасного излучения с волновым числом в диапазоне от 3300 см-1 до 3600 см-1, предпочтительно с волновым числом 3500 см-1. Указанные полосы пропускания особенно пригодны для определения асимметрии пиков поглощения молекул O-H в рабочих жидкостях на основе сложных эфиров фосфорной кислоты.
В преимущественном варианте осуществления предлагаемого датчика в нем предусмотрены измерительные устройства для измерения прохождения света в видимой области, предпочтительно с длиной волны 400 нм. Это повышает достоверность инфракрасного измерения в области сильного окисления. В этом случае осуществима структура, содержащая излучатель света и детектор света, например фотодиод.
В преимущественном варианте осуществления предлагаемого датчика в нем предусмотрены устройства для измерения температуры жидкости, причем соответствующий температурный (датчик может быть выполнен, например, в виде термопары).
В преимущественном варианте осуществления предлагаемого датчика в нем предусмотрены устройства для измерения электропроводности жидкости. Это измерение может быть выполнено с помощью двух электродов. Измерение электропроводности тоже может быть использовано для определения содержания воды и кислоты в рабочей жидкости. Это измерение может быть использовано для подтверждения результатов инфракрасного измерения.
В зависимых пунктах формулы изобретения или в нижеследующем подробном описаниии указаны дополнительные средства, усовершенствующие изобретение. Пример предпочтительного осуществления изобретения приведен со ссылками на чертежи, где
на фиг.1 показано схематическое изображение предпочтительного варианта осуществления предлагаемого датчика, работающего в режиме реального времени,
на фиг.2 показан вид излучателя в разрезе по линии II-II на фиг.1,
на фиг.3 показан вид детектора в разрезе по линии III-III на фиг.1,
на фиг.4 показан график, иллюстрирующий коэффициент пропускания инфракрасного излучения с разными волновыми числами.
Указанные чертежи являются только схематическими изображениями и приведены в качестве примера, а не в масштабе. Одинаковые элементы обозначены одинаковыми номерами. Для наглядности на чертежах опущены электрические и гидравлические входящие и исходящие линии.
На фиг.1 показано схематическое изображение предпочтительного варианта осуществления предлагаемого датчика 1, который выполнен по существу цилиндрическим и содержит по существу три компонента. Центральный компонент содержит контейнер 4 для удержания пробы отслеживаемой рабочей жидкости. Проба содержит несколько кубических сантиметров рабочей жидкости. В качестве контейнера 4 использован тонкий алюминиевый контейнер в форме диска, ограниченный с обеих лицевых сторон смотровыми окошками 3, выполненными из сапфирового стекла. С обеих внешних сторон смотровых окошек 3 расположены кольцевые электроды 7. Кроме того, в нижней части контейнера 4 расположен температурный датчик 8, в данном случае выполненный в виде термопары.
Как показано на чертежах, слева от контейнера 4 находится инфракрасный излучатель 2, показанный на фиг.2 в разрезе по линии II-II на фиг.1. В качестве инфракрасного излучателя 2 использован инфракрасный теплоизлучатель, полученный путем микрообработки. Как показано на чертежах, справа от контейнера 4 находится цилиндрический инфракрасный детектор 5, имеющий четыре приемные зоны, о которых можно также сделать вывод из фиг.3. В данном примере осуществления инфракрасный детектор 5 выполнен в виде теплового инфракрасного детектора, например болометра или терморезистора. Кроме того, возможно использование элемента ПЗС.
Между инфракрасным детектором 5 и контейнером 4 расположен оптический фильтр 6, содержащий четыре зоны с различными полосами пропускания инфракрасного излучения. Указанные зоны фильтра 6 расположены по часовой стрелке: зона 9 в качестве опорной зоны, зона 10 для волнового числа 3500 см-1, зона 11 для волнового числа 3600 см-1 и зона 12 для волнового числа 3400 см-1.
При этом длина траектории оптического луча внутри рабочей жидкости определяется расстоянием между двумя смотровыми окошками 3, пропускающими инфракрасное излучение. В указанном примере осуществления это расстояние составляет 0,3 мм.
Благодаря небольшим размерам и малому весу датчика он может быть встроен прямо в гидравлическую систему летательного аппарата, например в трубопроводы. Для измерения в режиме реального времени, т.е. для измерения на месте в процессе работы летательного аппарата, инфракрасный луч проходит из инфракрасного излучателя 2 через смотровое окошко 3 и находящуюся в контейнере 4 пробу рабочей жидкости, и после прохождения через фильтр 6, имеющий четыре полосы пропускания 9, 10, 11 и 12, поступает на инфракрасный детектор 5. В данном примере длина волны инфракрасного излучения находится в интервале между 3000 нм и 4000 нм.
Сигналы с результатами измерения, т.е. излучение, поглощенное инфракрасным детектором, преобразуется и передается в виде электрических сигналов на оценочное устройство (не показано), работающее в режиме реального времени. Оценочное устройство по существу содержит процессор и память для хранения данных. Благодаря сравнению текущих результатов измерения с сохраненными данными можно сразу же определить, находится ли состояние рабочей жидкости в допустимых пределах, или уровень водной фракции воды слишком высок, или обнаружено присутствие кислоты.
Для подтверждения значений, полученных посредством инфракрасного измерения, для измерения проводимости используют два электрода 7, дополнительно размещенные в датчике 1, изображенном на фиг.1-3. В этом случае в качестве электродов использованы платиновые электроды, нанесенные на керамическую подложку. Для исключения поляризации электроды подвергаются воздействию напряжения переменного тока с частотой 1 кГц. Кроме того, подтверждением результатов инфракрасного измерения и функциональной эффективности инфракрасных датчиков может служить измерение температуры с использованием температурного датчика 8.
Указанный инфракрасный спектральный анализ может быть представлен графически, например в виде графика, как показано на фиг.4. На фиг.4 коэффициент пропускания инфракрасного излучения в процентах для полосы пропускания с волновым числом 3500 cm-1 нанесен по оси абсцисс и обозначен Tr (3500 cm-1). Коэффициенты пропускания инфракрасного излучения в процентах для полос пропускания с волновыми числами 3600 cm-1 и 3400 cm-1 нанесены по оси ординат и обозначены Tr (3600 cm-1) и Tr (3400 cm-1). График учитывает асимметрию в трех разных полосах пропускания и дает возможность определить, находится ли состояние рабочей жидкости в допустимых пределах, ограниченных «здоровым» участком 13, или вышло за эти пределы и находится на «нездоровом» участке 14, характеризующимся наличием кислоты, или на «нездоровом» участке 15, характеризующимся поглощением воды.
Настоящее изобретение не ограничивается вышеуказанным предпочтительным примером осуществления изобретения. Напротив, возможен ряд вариантов, которыми можно воспользоваться и в других областях осуществления изобретения.
СПИСОК ОБОЗНАЧЕНИЙ
1 - датчик, работающий в режиме реального времени
2 - инфракрасный излучатель
3 - смотровое окошко
4 - контейнер для удержания пробы
5 - инфракрасный детектор
6 - оптический фильтр
7 - электрод
8 - температурный датчик
9 - опорный фильтр
10 - фильтр 3500 см-1
11 - фильтр 3600 см-1
12 - фильтр 3400 см-1
13 - «здоровый» участок
14 - кислотный участок
15 - участок с поглощением воды
Claims (9)
1. Работающий в режиме реального времени датчик для отслеживания химических примесей в рабочих жидкостях на основе сложных эфиров фосфорной кислоты гидравлической системы летательного аппарата, содержащий приемный контейнер для отслеживаемой жидкости, имеющий на двух противоположных сторонах смотровые окошки, отличающийся тем, что он расположен в гидравлической системе летательного аппарата и содержит инфракрасный излучатель и инфракрасный детектор, имеющий по меньшей мере четыре приемные зоны для спектроскопического приема инфракрасного излучения, расположенные напротив друг друга у двух смотровых окошек, причем между одним смотровым окошком и инфракрасным детектором размещен оптический фильтр, содержащий по меньшей мере четыре зоны для пропускания полос инфракрасного излучения с различными волновыми числами для качественного и количественного анализа химических примесей, при этом первая зона для пропускания полос инфракрасного излучения имеет волновое число 3400 см-1, вторая зона для пропускания полос инфракрасного излучения имеет волновое число 3500 см-1, третья зона для пропускания полос инфракрасного излучения имеет волновое число 3600 см-1, а четвертая зона для пропускания полос инфракрасного излучения предусмотрена в качестве опорной зоны.
2. Датчик по п.1, отличающийся тем, что смотровое окошко изготовлено из сапфирового стекла.
3. Датчик по п.1, отличающийся тем, что в нем предусмотрены оценочные устройства для оценки в режиме реального времени электрических измерений сигналов инфракрасного детектора.
4. Датчик по п.3, отличающийся тем, что в указанном оценочном устройстве сохраняются корреляции между коэффициентом пропускания инфракрасного излучения по меньшей мере с двумя заданными волновыми числами и содержанием воды и/или спирта в рабочей жидкости.
5. Датчик по п.3, отличающийся тем, что в режиме реального времени в оценочном устройстве сохраняются корреляции между коэффициентом пропускания инфракрасного излучения по меньшей мере с двумя заданными волновыми числами и числом нейтрализации или общим кислотным числом.
6. Датчик по п.1, отличающийся тем, что оптический фильтр содержит по меньшей мере одну зону пропускания полосы инфракрасного излучения с волновым числом в диапазоне от 3300 см-1 до 3600 см-1, предпочтительно с волновым числом 3500 см-1.
7. Датчик по п.1, отличающийся тем, что в нем предусмотрены измерительные устройства для измерения прохождения света в видимой области, предпочтительно с длиной волны 400 нм.
8. Датчик по п.1, отличающийся тем, что в нем предусмотрены устройства для измерения температуры рабочей жидкости.
9. Датчик по п.1, отличающийся тем, что в нем предусмотрены устройства для измерения электропроводности рабочей жидкости.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102006060138.6 | 2006-12-18 | ||
DE102006060138A DE102006060138B4 (de) | 2006-12-18 | 2006-12-18 | Online-Sensor zum Überwachen chemischer Verunreinigungen in hydraulischen Flüssigkeiten |
PCT/DE2007/002258 WO2008074303A2 (de) | 2006-12-18 | 2007-12-15 | Online-sensor zum überwachen chemischer verunreinigungen in hydraulischen flüssigkeiten |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2009122074A RU2009122074A (ru) | 2011-01-27 |
RU2476859C2 true RU2476859C2 (ru) | 2013-02-27 |
Family
ID=39315039
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009122074/28A RU2476859C2 (ru) | 2006-12-18 | 2007-12-15 | Работающий в режиме реального времени датчик для отслеживания химических примесей в рабочих жидкостях гидравлических систем |
Country Status (10)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US20100026988A1 (ru) |
EP (1) | EP2102632B1 (ru) |
JP (1) | JP5097782B2 (ru) |
CN (1) | CN101617212B (ru) |
AT (1) | ATE533040T1 (ru) |
BR (1) | BRPI0720403A2 (ru) |
CA (1) | CA2673406C (ru) |
DE (1) | DE102006060138B4 (ru) |
RU (1) | RU2476859C2 (ru) |
WO (1) | WO2008074303A2 (ru) |
Families Citing this family (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102008044299A1 (de) * | 2008-12-03 | 2010-06-10 | Robert Bosch Gmbh | Vorrichtung zur Überwachung eines Betriebsfluids für Kraftfahrzeuge und Verfahren zum Betrieb derselben |
CN101793892A (zh) * | 2010-03-08 | 2010-08-04 | 中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所 | 一种液压系统油液污染在线检测方法 |
DE102010015083B4 (de) * | 2010-04-15 | 2012-04-12 | Eads Deutschland Gmbh | Sensor und Verfahren zur Online-Überwachung der Säurezahl eines Hydraulikfluids in einem Hydrauliksystem in einem Luftfahrzeug |
CN101949836B (zh) * | 2010-08-25 | 2011-11-30 | 华中科技大学 | 一种热辐射红外发射和探测集成器件 |
DE102010049909A1 (de) | 2010-10-28 | 2012-05-03 | Eads Deutschland Gmbh | Instandhaltungsinformationsvorrichtung, Zustandssensor zur Verwendung darin sowie damit durchführbares Verfahren zur Entscheidungsfindung für oder gegen eine Instandhaltung |
DE102012100794B3 (de) * | 2012-01-31 | 2013-02-28 | Airbus Operations Gmbh | Vorrichtung und Verfahren zum Erfassen von Kontaminationen in einem Hydrauliksystem |
WO2013134075A1 (en) | 2012-03-08 | 2013-09-12 | Applied Materials, Inc. | Detecting membrane breakage in a carrier head |
US9395295B2 (en) * | 2014-09-12 | 2016-07-19 | The Boeing Company | Detection of chemical changes of system fluid via near infrared (NIR) spectroscopy |
WO2016149207A1 (en) * | 2015-03-13 | 2016-09-22 | The North Face Apparel Corp. | Energy harvesters, energy storage, and related systems and methods |
CN105606569B (zh) * | 2016-01-08 | 2018-05-18 | 哈尔滨工业大学 | 外电场作用下液体贴壁附面层透射率的测量方法 |
US10690590B2 (en) * | 2016-04-05 | 2020-06-23 | Viavi Solutions Inc. | Light pipe for spectroscopy |
AU2017333493B2 (en) | 2016-09-29 | 2022-12-22 | Cywat Technologies Ltd. | A system and method for constant online water quality and safety monitoring of a fluid system |
EP3587202B1 (en) * | 2018-06-29 | 2023-04-05 | Volvo Car Corporation | System and method for determinig water content in brake fluid |
WO2020023651A1 (en) * | 2018-07-27 | 2020-01-30 | C.H.& I. Technologies, Inc. | Remote container alert system |
DE102021201017A1 (de) | 2021-02-04 | 2022-08-04 | Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Messsystem zur Bestimmung des Zustands eines Hydraulikfluids |
US11349431B1 (en) | 2021-05-05 | 2022-05-31 | Robert J. Cerullo | Lift assist solar panel apparatus |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3539804A (en) * | 1968-12-23 | 1970-11-10 | Us Army | Fluid analysis by infrared absorption |
US3860344A (en) * | 1973-05-10 | 1975-01-14 | Honeywell Inc | Multi-component infrared analyzer |
US4637729A (en) * | 1983-12-14 | 1987-01-20 | Carrier Corporation | Fiber optic moisture analysis probe |
US5239860A (en) * | 1991-05-13 | 1993-08-31 | General Motors Corporation | Sensor for measuring alcohol content of alcohol/gasoline fuel mixtures |
WO2000057175A1 (en) * | 1999-03-23 | 2000-09-28 | Exxonmobil Research And Engineering Company | Methods for optimal usage and improved valuation of corrosive petroleum feedstocks and fractions |
EP1054251A1 (en) * | 1998-02-02 | 2000-11-22 | Hitachi, Ltd. | Method and device for oil deterioration diagnosis |
RU2231045C2 (ru) * | 2002-05-20 | 2004-06-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Еврохим-СпбТрейдинг" | Способ измерения концентрации гидропероксидов алкилароматических углеводородов в жидких промышленных потоках |
JP2004340803A (ja) * | 2003-05-16 | 2004-12-02 | Asahi Kasei Corp | 赤外分析測定用セルおよびそれを用いた測定方法 |
Family Cites Families (26)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB986211A (en) * | 1962-09-04 | 1965-03-17 | Castrol Ltd | Improvements in or relating to hydraulic fluids |
US4013953A (en) * | 1973-04-19 | 1977-03-22 | Environment/One Corporation | Optical fluid contamination and change monitor processing circuit |
US4193694A (en) * | 1978-07-03 | 1980-03-18 | Smith Charles R | Photosensitive color monitoring device and method of measurement of concentration of a colored component in a fluid |
US4499376A (en) * | 1981-03-23 | 1985-02-12 | Paul T. Frost | Hydraulic oil counting device and water separator |
DE3317638A1 (de) * | 1983-05-14 | 1984-11-15 | Alfred Teves Gmbh, 6000 Frankfurt | Vorrichtung zur ermittlung und ueberwachung der beschaffenheit, des zustandes und anderer parameter einer druckfluessigkeit |
DE3512861A1 (de) * | 1985-04-04 | 1986-10-09 | Dr. Thiedig + Co, 1000 Berlin | Vorrichtung zur kontinuierlichen messung der konzentration eines gases |
DE3816314A1 (de) * | 1988-05-13 | 1989-11-23 | Kieninger & Obergfell | Vorrichtung zur ueberwachung der hydraulikfluessigkeit einer bremsanlage, insbesondere eines kraftfahrzeuges |
US5071527A (en) * | 1990-06-29 | 1991-12-10 | University Of Dayton | Complete oil analysis technique |
JPH05332924A (ja) * | 1992-06-03 | 1993-12-17 | Hamamatsu Photonics Kk | 被測定物の赤外線吸収度の測定装置 |
US5401966A (en) * | 1993-09-02 | 1995-03-28 | Hewlett-Packard Company | Spectrophotometric sensor assembly including a microlamp |
FI102696B (fi) * | 1995-02-22 | 1999-01-29 | Instrumentarium Oy | Kaksoissäteilylähdekokoonpano ja mittausanturi |
US5569842A (en) * | 1995-03-28 | 1996-10-29 | Man-Gill Chemical Company | Automated system for identifying and analyzing different types of used lubricants |
AR003846A1 (es) * | 1995-10-18 | 1998-09-09 | Shell Int Research | Una celula de transmision adecuada para el uso en un dispositivo para medir espectros infrarrojos (proximos) de un material hidrocarbonaceo, un espectrometro que la comprende, uso del mismo, metodos para predecir una propiedad fisica de dicho material con dicha celula o espectrometro, y un procedimiento para preparar una composición de betum usando dicho metodo con dicho espectometro |
US5739916A (en) * | 1995-12-04 | 1998-04-14 | University Of Alabama At Huntsville | Apparatus and method for determining the concentration of species in a substance |
JPH09318526A (ja) * | 1996-03-29 | 1997-12-12 | Japan Energy Corp | 油中水分検知器および油中水分量の測定方法 |
DE19628690C2 (de) * | 1996-07-17 | 1999-04-22 | Achenbach Buschhuetten Gmbh | Verfahren und Meßsysteme zur Messung physikalischer Größen von gering leitenden und nichtleitenden Fluiden |
US6331704B1 (en) * | 1998-01-20 | 2001-12-18 | Vickers, Incorporated | Hydraulic fluid contamination monitor |
EP0989400A1 (en) * | 1998-09-03 | 2000-03-29 | R. E. Davis Chemical Corporation | Method and apparatus for measuring the acid level of hydraulic fluid in a hydraulic system |
JP3844892B2 (ja) * | 1998-10-09 | 2006-11-15 | 東燃ゼネラル石油株式会社 | 緩衝器用油圧作動油組成物 |
EP1232388A2 (en) * | 1999-11-19 | 2002-08-21 | Battelle Memorial Institute | An apparatus for machine fluid analysis |
US20020118364A1 (en) * | 2000-12-20 | 2002-08-29 | Amonette James E. | Detection of trace levels of water |
WO2002086035A1 (en) * | 2001-04-20 | 2002-10-31 | Exxonmobil Research And Engineering Company | Functional fluids with servo valve erosion resistance |
GB0305155D0 (en) * | 2003-03-07 | 2003-04-09 | Suisse Electronique Microtech | Detection of water in brake fluid |
US7032431B2 (en) * | 2003-06-13 | 2006-04-25 | Baum Marc A | Non-invasive, miniature, breath monitoring apparatus |
US7910529B2 (en) * | 2004-11-03 | 2011-03-22 | Solutia, Inc. | Functional fluid compositions |
US20080218998A1 (en) * | 2007-03-08 | 2008-09-11 | Quest William J | Device having multiple light sources and methods of use |
-
2006
- 2006-12-18 DE DE102006060138A patent/DE102006060138B4/de not_active Expired - Fee Related
-
2007
- 2007-12-15 WO PCT/DE2007/002258 patent/WO2008074303A2/de active Application Filing
- 2007-12-15 AT AT07856108T patent/ATE533040T1/de active
- 2007-12-15 CA CA2673406A patent/CA2673406C/en not_active Expired - Fee Related
- 2007-12-15 US US12/518,775 patent/US20100026988A1/en not_active Abandoned
- 2007-12-15 CN CN2007800467549A patent/CN101617212B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2007-12-15 EP EP07856108A patent/EP2102632B1/de active Active
- 2007-12-15 BR BRPI0720403-5A patent/BRPI0720403A2/pt not_active IP Right Cessation
- 2007-12-15 RU RU2009122074/28A patent/RU2476859C2/ru not_active IP Right Cessation
- 2007-12-15 JP JP2009541751A patent/JP5097782B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2012
- 2012-03-07 US US13/413,743 patent/US20120170025A1/en not_active Abandoned
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3539804A (en) * | 1968-12-23 | 1970-11-10 | Us Army | Fluid analysis by infrared absorption |
US3860344A (en) * | 1973-05-10 | 1975-01-14 | Honeywell Inc | Multi-component infrared analyzer |
US4637729A (en) * | 1983-12-14 | 1987-01-20 | Carrier Corporation | Fiber optic moisture analysis probe |
US5239860A (en) * | 1991-05-13 | 1993-08-31 | General Motors Corporation | Sensor for measuring alcohol content of alcohol/gasoline fuel mixtures |
EP1054251A1 (en) * | 1998-02-02 | 2000-11-22 | Hitachi, Ltd. | Method and device for oil deterioration diagnosis |
WO2000057175A1 (en) * | 1999-03-23 | 2000-09-28 | Exxonmobil Research And Engineering Company | Methods for optimal usage and improved valuation of corrosive petroleum feedstocks and fractions |
RU2231045C2 (ru) * | 2002-05-20 | 2004-06-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Еврохим-СпбТрейдинг" | Способ измерения концентрации гидропероксидов алкилароматических углеводородов в жидких промышленных потоках |
JP2004340803A (ja) * | 2003-05-16 | 2004-12-02 | Asahi Kasei Corp | 赤外分析測定用セルおよびそれを用いた測定方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20120170025A1 (en) | 2012-07-05 |
WO2008074303A3 (de) | 2008-09-25 |
WO2008074303A2 (de) | 2008-06-26 |
DE102006060138A1 (de) | 2008-06-26 |
DE102006060138B4 (de) | 2009-01-22 |
JP5097782B2 (ja) | 2012-12-12 |
ATE533040T1 (de) | 2011-11-15 |
EP2102632A2 (de) | 2009-09-23 |
CN101617212A (zh) | 2009-12-30 |
CA2673406C (en) | 2012-07-03 |
BRPI0720403A2 (pt) | 2014-01-21 |
US20100026988A1 (en) | 2010-02-04 |
EP2102632B1 (de) | 2011-11-09 |
RU2009122074A (ru) | 2011-01-27 |
CN101617212B (zh) | 2013-01-16 |
JP2010513878A (ja) | 2010-04-30 |
CA2673406A1 (en) | 2008-06-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2476859C2 (ru) | Работающий в режиме реального времени датчик для отслеживания химических примесей в рабочих жидкостях гидравлических систем | |
US8155891B2 (en) | Integrated in-line oil monitoring apparatus | |
EP2430465B1 (en) | Particulate detection and calibration of sensors | |
US10359364B2 (en) | Hybrid spectrophotometer with variable optical path length sampling cell and method of using same | |
EP3132261B1 (en) | Sensor and method for monitoring for the presence and measurement of aqueous aldehyde biocides | |
WO2005050178A1 (en) | Method for measurement of composite heat damage with infrared spectroscopy | |
CN102507511A (zh) | 一种红外紫外双脉冲激光诱导击穿光谱在线原位检测装置 | |
US20190242864A1 (en) | Water quality sensing | |
Marques et al. | Osteometrics in burned human skeletal remains by neutron and optical vibrational spectroscopy | |
US20020054288A1 (en) | Automatic water quality measurement system based on a high performance optical fiber probe | |
CN101960292B (zh) | 全反射衰减型远紫外分光法及使用其的浓度测量装置 | |
JP2014500963A (ja) | 低温保存された生体試料を監視するための方法および装置 | |
RU2291426C2 (ru) | Способ определения точки исчезновения кристаллов нефтепродуктов и устройство для реализации этого способа | |
US9575083B2 (en) | Automatic analysis apparatus | |
Blue et al. | A novel optical sensor for the measurement of furfuraldehyde in transformer oil | |
JP2000356635A (ja) | クロロフィルa濃度測定方法及びその装置 | |
JP2008209170A (ja) | 光吸収計測チップ及び当該光吸収計測チップを備えた導波路型の分光分析器 | |
US20110222055A1 (en) | Determination of the salt concentration of an aqueous solution | |
Pakula et al. | Optical measurements on drain fluid for the detection of anastomotic leakage | |
RU2526795C1 (ru) | Фотометр пламенный | |
Simhi et al. | Fiber optic evanescent wave spectroscopy (FEWS) and its applications for multicomponent analysis of blood and biological fluids | |
Gasbarro et al. | Development of an Integrated Raman and Turbidity Fiber Optic Sensor for the In-Situ Analysis of High Level Nuclear Waste–13532 | |
Uttamchandani et al. | Transformer insulation monitoring by optical sensing techniques | |
Zhou et al. | Study on the passive-drawn fiber optic liquid analysis technique | |
He et al. | Review and Assessment of Techniques for Monitoring Environmental Conditions and Stress Corrosion Cracking of Stainless Steel Canisters |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20201216 |