RU2516200C2 - Device to analyse contamination of motor oil of internal combustion engine by disperse particles - Google Patents

Device to analyse contamination of motor oil of internal combustion engine by disperse particles Download PDF

Info

Publication number
RU2516200C2
RU2516200C2 RU2012124972/28A RU2012124972A RU2516200C2 RU 2516200 C2 RU2516200 C2 RU 2516200C2 RU 2012124972/28 A RU2012124972/28 A RU 2012124972/28A RU 2012124972 A RU2012124972 A RU 2012124972A RU 2516200 C2 RU2516200 C2 RU 2516200C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
oil
analog
particles
ultrasonic
engine
Prior art date
Application number
RU2012124972/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2012124972A (en
Inventor
Владимир Владимирович Семенов
Юрий Борисович Ханжонков
Юрий Георгиевич Асцатуров
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ФГБОУ ВПО "ЮРГУЭС")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ФГБОУ ВПО "ЮРГУЭС") filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ФГБОУ ВПО "ЮРГУЭС")
Priority to RU2012124972/28A priority Critical patent/RU2516200C2/en
Publication of RU2012124972A publication Critical patent/RU2012124972A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2516200C2 publication Critical patent/RU2516200C2/en

Links

Abstract

FIELD: measurement equipment.
SUBSTANCE: invention relates to the measurement equipment, may be used in motor, agricultural, aviation, oil processing and other industries, where it is necessary to perform efficient analysis of motor oil quality. The device to analyse contamination of motor oil of the internal combustion engine by disperse particles includes a laser as a source of probing radiation, a light divider (a semi-transparent mirror), a lens, a photodetector, an analog to digital converter, a computer, an ultrasonic generator and a radiator of ultrasonic oscillations. Also the device comprises a channel to control metal particles located at the bottom of the oil tray of the engine tray, and a channel to control burn particles located at the height of minimum oil level in the tray. At the same time each of channels comprises a photodetector, an amplifier, an analog to digital converter and a radiator of ultrasonic oscillations. Also the device comprises a digital to analog converter and a switchboard for serial switching of radiators of ultrasonic oscillations in control channels. At the same time all ultrasonic radiators are controlled via the digital to analog converter by the computer, in accordance with the mathematical model of oscillations of the particle surface from radiations and with parameters of temperature produced with the help of the temperature sensor, amplifier and analog to digital converter.
EFFECT: increased accuracy of measurement of burn and metal particles, higher information value of data for assessment of concentration of weighted metal and burn disperse particles in oil, in particular, makes it possible to control quality of operation of an engine, residual resource of oil operation until its replacement.
1 dwg

Description

Изобретение относится к измерительной технике и к устройствам анализа фактического состояния моторного масла, находящегося в картере двигателя, и может быть использовано для оперативного контроля концентрации механических примесей в моторном масле, например продуктов износа машин и механизмов в смазочном масле, а также для определения концентрации в нем нерастворимых продуктов горения. Техническим результатом изобретения является определение содержания механических примесей (взвешенных металлических и угарных дисперсных частиц) моторного масла для двигателей внутреннего сгорания.The invention relates to measuring technique and to devices for analyzing the actual state of engine oil located in an engine crankcase, and can be used for operational monitoring of the concentration of mechanical impurities in engine oil, for example, products of wear of machines and mechanisms in lubricating oil, and also for determining the concentration in it insoluble combustion products. The technical result of the invention is to determine the content of mechanical impurities (suspended metal and carbon dispersed particles) of motor oil for internal combustion engines.

Изобретение относится к технике измерений и может использоваться в автомобильной, сельскохозяйственной, авиационной, нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности, где необходимо проводить оперативный анализ качества моторного масла.The invention relates to measurement techniques and can be used in the automotive, agricultural, aviation, oil refining and other industries where it is necessary to conduct an operational analysis of the quality of motor oil.

Известен способ оценки загрязненности механическими примесями моторного масла двигателя внутреннего сгорания (Пат. RU 2301414, G01N 11/10 от 20.06.2007), по которому путем измерения времени перемещения чувствительного элемента в измерительной емкости с пробой масла, взятой из картера двигателя и сравнением ее с составленной заранее функциональной зависимостью для данного сорта масла, пробу масла из картера двигателя делят на две части, одну из которых доводят до оптимальной температуры термически и измеряют время перемещения чувствительного элемента, а другую обрабатывают ультразвуком до достижения ею оптимальной температуры, измеряют время перемещения чувствительного элемента, причем замер времени перемещения чувствительного элемента в измерительной емкости производят для обеих частей проб масла раздельно в верхней и нижней половинах измерительной емкости, сравнивают разность времен перемещения чувствительного элемента, произведенную отдельно в верхней и нижней половинах измерительной емкости, с пробами масла, прогретыми ультразвуком и термически, с заранее составленной функциональной зависимостью для подобных условий, и производят оценку загрязненности масла механическими примесями.A known method for assessing the contamination of mechanical impurities of engine oil of an internal combustion engine (Pat. RU 2301414, G01N 11/10 from 06/20/2007), by which by measuring the time of movement of the sensing element in the measuring tank with a sample of oil taken from the crankcase and comparing it with compiled in advance by a functional relationship for a given type of oil, the oil sample from the crankcase is divided into two parts, one of which is brought to the optimum temperature thermally and the time of movement of the sensitive element is measured one and the other are treated with ultrasound until it reaches the optimum temperature, the time of movement of the sensitive element is measured, and the time of movement of the sensitive element in the measuring container is measured separately for both parts of the oil samples in the upper and lower halves of the measuring capacity, the difference in the time of movement of the sensitive element produced is compared separately in the upper and lower halves of the measuring capacity, with oil samples, heated by ultrasound and thermally, with pre-compiled functional- dependency for these conditions, and produce an assessment of oil contamination by mechanical impurities.

Недостаток данного способа состоит в том, что он не позволяет проводить оперативный анализ качества масла, а лишь в лабораторных. условиях.The disadvantage of this method is that it does not allow for an operational analysis of the quality of the oil, but only in the laboratory. conditions.

Известен способ анализа взвешенных частиц (А.с. SU 507807, G01N 15/02, от 25.03.1976), заключающийся в том, что исследуемые частицы облучают монохроматическим излучением, рассеянное излучение смешивают с опорным и подают на фотоприемник и проводят его амплитудно-частотный анализ.A known method for analyzing suspended particles (A.S. SU 507807, G01N 15/02, dated 03.25.1976), which consists in the fact that the test particles are irradiated with monochromatic radiation, the scattered radiation is mixed with the reference and fed to the photodetector and its amplitude-frequency analysis.

Недостаток данного способа состоит в том, что он не позволяет проводить оперативный анализ взвешенных металлических и угарных дисперсных частиц, находящихся в моторном масле двигателя внутреннего сгорания.The disadvantage of this method is that it does not allow for an operational analysis of suspended metal and carbon monoxide dispersed particles in the engine oil of an internal combustion engine.

Известен фотоэлектрический способ измерения размеров и концентрации взвешенных частиц (А.с. SU 15203997, G01N 15/02, от 07.11.1989), заключающийся в том, что в потоке частиц, освещенном неподвижным пучком света, возбуждают акустическое колебание в направлении, перпендикулярном направлению потока и оси пучка, и регистрируют "пачки" импульсов рассеянного частицами света, возникающие при пересечении пучка света колеблющимися частицами, по амплитудам которых судят о размерах частиц, а по средней частоте повторений "пачек" - о концентрации частиц.A known photoelectric method for measuring the size and concentration of suspended particles (A.S. SU 15203997, G01N 15/02, 11/07/1989), which consists in the fact that in a stream of particles illuminated by a stationary beam of light, acoustic oscillation is excited in a direction perpendicular to the direction flow and the axis of the beam, and "packets" of pulses scattered by the particles of light are recorded, which arise when the light beam intersects oscillating particles, the amplitudes of which determine the particle size, and the average repetition rate of the "bundles" - the concentration of particles.

Недостаток данного способа состоит в том, что он не позволяет проводить оперативный анализ взвешенных металлических и угарных дисперсных частиц, находящихся в моторном масле двигателя внутреннего сгорания.The disadvantage of this method is that it does not allow for an operational analysis of suspended metal and carbon monoxide dispersed particles in the engine oil of an internal combustion engine.

Наиболее близким по технической сути к предлагаемому устройству является способ определения параметров дисперсных частиц (Пат. RU 2346261, G01N 15/02 от 10.02.2009), включающий зондирование исследуемой дисперсной среды пучком маломощного лазерного излучения и одновременного воздействия импульсов ультразвуковых колебаний, регистрацию рассеянного и отраженного дисперсными частицами излучения, по динамической составляющей рассеянного и отраженного под малыми углами относительно направления распространения дисперсными частицами излучения, определяют их собственные частоты механических колебаний и находят размер частиц.The closest in technical essence to the proposed device is a method for determining the parameters of dispersed particles (Pat. RU 2346261, G01N 15/02 of 02/10/2009), including probing the dispersed medium under study with a beam of low-power laser radiation and the simultaneous action of pulses of ultrasonic vibrations, registration of scattered and reflected dispersed particles of radiation, the dynamic component of the scattered and reflected at small angles relative to the direction of propagation of the dispersed particles of radiation, is determined add their own frequencies of mechanical vibrations and find the particle size.

Недостаток данного способа состоит в том, что он не позволяет проводить оперативный анализ взвешенных металлических и угарных дисперсных частиц, находящихся в моторном масле двигателя внутреннего сгорания.The disadvantage of this method is that it does not allow for an operational analysis of suspended metal and carbon monoxide dispersed particles in the engine oil of an internal combustion engine.

Задачей заявленного устройства является разработка технологии повышения точности оценки фактического состояния моторного масла с определением концентрации продуктов износа и эксплуатационного изменения масла.The objective of the claimed device is the development of technology to improve the accuracy of assessing the actual condition of engine oil with determining the concentration of wear products and operational changes in oil.

Поставленная задача решается тем, что устройство анализа загрязненности моторного масла двигателя внутреннего сгорания дисперсными частицами, включает лазер в качестве источника зондирующего излучения, светоделитель (полупрозрачное зеркало), объектив, фотоприемник, аналого-цифровой преобразователь, электронно-вычислительную машину, ультразвуковой генератор и излучатель ультразвуковых колебаний, для повышения точности измерения угарных и металлических частиц, находящихся в масле в него дополнительно введены канал контроля металлических частиц, располагающийся внизу масляного поддона картера двигателя и канал контроля угарных частиц, располагающийся на высоте минимального уровня масла в картере, каждый из которых содержит фотоприемник, усилитель, аналого-цифровой преобразователь и излучатель ультразвуковых колебаний, так же содержит цифроаналоговый преобразователь и коммутатор для возможности последовательного переключения излучателей ультразвуковых колебаний в каналах контроля, при этом все ультразвуковые излучатели управляются через цифроаналоговый преобразователь электронно-вычислительной машиной в соответствии с математической моделью колебаний поверхности частицы от воздействия облучений и с параметрами температуры, получаемой при помощи датчика температуры, усилителя и аналого-цифрового преобразователя.The problem is solved in that the device for analyzing the contamination of engine oil of an internal combustion engine with dispersed particles includes a laser as a probe radiation source, a beam splitter (translucent mirror), a lens, a photodetector, an analog-to-digital converter, an electronic computer, an ultrasonic generator and an ultrasonic emitter oscillations, in order to improve the accuracy of measuring carbon monoxide and metal particles in oil, a metal control channel is additionally introduced into it particles located at the bottom of the oil pan of the engine crankcase and the channel for monitoring carbon monoxide, located at the height of the minimum oil level in the crankcase, each of which contains a photodetector, amplifier, analog-to-digital converter and an emitter of ultrasonic vibrations, also contains a digital-to-analog converter and a switch for sequential switching of emitters of ultrasonic vibrations in the control channels, while all ultrasonic emitters are controlled through digital-to-analog a generator by an electronic computer in accordance with the mathematical model of oscillations of the particle surface from exposure to radiation and with temperature parameters obtained using a temperature sensor, an amplifier, and an analog-to-digital converter.

Технический результат от использования данного устройства связан с разработкой электронной системы для оценки состояния моторного масла двигателей внутреннего сгорания, что позволяет контролировать качество работы двигателя, оставшийся ресурс работы масла до его замены.The technical result from the use of this device is associated with the development of an electronic system for assessing the state of motor oil of internal combustion engines, which allows you to control the quality of the engine, the remaining life of the oil before it is replaced.

Многолетний опыт, накопленный в разных странах, дает основание утверждать, что диагностика машин по анализу работающего масла - это надежный способ выявления неисправностей. При разборке и ремонте машин прогнозируемые дефекты подтверждаются в 95% случаев. Изложенные предпосылки обосновываются тем, что масло является наиболее эффективным, гибким, изменяемым и контролируемым элементом и накопителем информационных признаков состояния машины.Many years of experience gained in different countries gives reason to argue that the diagnosis of machines for the analysis of working oil is a reliable way to identify malfunctions. When dismantling and repairing machines, predicted defects are confirmed in 95% of cases. The stated prerequisites are justified by the fact that oil is the most effective, flexible, variable and controlled element and accumulator of information signs of the state of the machine.

Для достижения максимального эффекта необходима правильная система сбора информации и ее точная интерпретация. Систематический оперативный контроль качества масла и статистическая обработка результатов этого контроля позволяют определять, на каких стадиях возникают дефекты в машине, устанавливать и устранять причины их образования.To achieve maximum effect, a correct system of collecting information and its accurate interpretation is necessary. Systematic operational control of oil quality and statistical processing of the results of this control allow us to determine at what stages defects occur in the machine, to establish and eliminate the causes of their formation.

Опыт показывает, что при условии контроля параметров масла и систем в эксплуатации можно обеспечивать надежную работу машины в пределах установленного ресурса.Experience shows that, provided that the parameters of the oil and systems in operation are controlled, it is possible to ensure reliable operation of the machine within the established resource.

Как известно, в масле, находящемся в масляной системе двигателей, происходят непрерывные количественные и качественные изменения. Количественные изменения происходят за счет угара его в цилиндропоршневой группе (ЦПГ) двигателя. Качественные изменения, известные под общим названием «старение масла», складываются из целого ряда физических и химических процессов, протекающих в масляной системе. Показатели, характеризующие отрицательные свойства (такие, как содержание нерастворимых примесей размером 1…6 мкм), по мере старения масла увеличиваются.As you know, in the oil, which is in the oil system of engines, there are continuous quantitative and qualitative changes. Quantitative changes occur due to its burning in the cylinder-piston group (CPG) of the engine. Qualitative changes, known under the general name “oil aging”, consist of a number of physical and chemical processes that occur in the oil system. Indicators characterizing negative properties (such as the content of insoluble impurities 1 ... 6 microns in size) increase with the aging of the oil.

Механические примеси накапливаются в моторном масле в результате попадания пыли с засасываемым воздухом или через неплотности картерного пространства, а также вследствие образований нерастворимых продуктов окисления и износа деталей ЦПГ.Mechanical impurities accumulate in engine oil as a result of ingress of dust with sucked air or through leaks in the crankcase, as well as due to the formation of insoluble oxidation products and wear of CPG parts.

Загрязнение абразивными частицами (пылью) зависит от концентрации в масле кремния - основного элемента абразивных частиц. Как известно, абразивные частицы, попадая в двигатель, приводят к износу металлических частей двигателя. Известно, что с увеличением содержания в масле кремния, попадающего в масло с пылью, увеличивается концентрация железа (металлических частиц износа). Рассматривая износ различными частицами (металлическими и абразивными) нужно заметить, что наиболее сильный износ провоцируют отдельные частицы размером от 8 до 60 мкм, а самыми разрушительные из них являются частицы размером 18-30 мкм. Частицы разных размеров оказывают различное влияние на износ, также на износ существенно влияет концентрация частиц (Общество с ограниченной ответственностью «Химмотолог» [Электронный ресурс] / коллектив авторов ООО «Химмотолог» // Методы диагностики машин по анализу работающего масла (В помощь владельцу маслотестера) - Режим доступа: http://himmotolog.ru/?page_id=629, свободный. - Загл. с экрана. - Яз. рус.).Pollution by abrasive particles (dust) depends on the concentration in the oil of silicon - the main element of abrasive particles. As you know, abrasive particles falling into the engine lead to wear of the metal parts of the engine. It is known that with an increase in the content of silicon in the oil that enters the oil with dust, the concentration of iron (metal wear particles) increases. Considering wear by various particles (metal and abrasive), it should be noted that the most severe wear is caused by individual particles from 8 to 60 microns in size, and the most destructive of them are particles of 18-30 microns in size. Particles of different sizes have different effects on wear, and particle concentration also significantly affects wear (Chemmatologist Limited Liability Company [Electronic Resource] / team of authors Chemotolog LLC // Methods for diagnosing machines for analyzing working oil (To help the owner of an oil tester) - Access mode: http://himmotolog.ru/?page_id=629, free. - Heading from the screen. - Yaz. Russian.).

Исходя из вышеизложенного, следует, что попадание пыли внутрь двигателя и далее в масло приводит к изнашиванию узлов трения. Также со временем моторное масло просто стареет, поэтому регулярный анализ его качества во время работы позволит своевременно выявить неполадки, оценить ресурс масла, а также определить время его замены.Based on the foregoing, it follows that the ingress of dust into the engine and further into the oil leads to wear of the friction units. Also, over time, engine oil simply becomes old, so regular analysis of its quality during operation will allow you to identify problems in a timely manner, evaluate the oil resource, and determine the time of its replacement.

По стандарту ГОСТ 10541-78 содержание механических примесей в чистых моторных маслах должно быть не выше 0,015%. Предельным показателем содержания механических примесей в работающих маслах являются значения от 1 до 3% в зависимости от типа двигателя.According to the standard GOST 10541-78, the content of mechanical impurities in pure motor oils should not be higher than 0.015%. The limiting indicator of the content of solids in working oils is from 1 to 3%, depending on the type of engine.

Чем больше срок эксплуатации масла, тем больше в нем механических примесей, в том числе взвешенных частиц металлической (продукты износа деталей ЦПГ) и угарной природы (нерастворимые продукты окисления). При этом частицы угарной природы распределены в слое масла равномерно, а частицы металлической природы как частицы с большей плотностью распределены в основном в нижних слоях масла в картере при выключенном двигателе.The longer the life of the oil, the more it contains mechanical impurities, including suspended metal particles (products of wear of CPG parts) and carbon monoxide (insoluble oxidation products). In this case, carbon monoxide particles are distributed evenly in the oil layer, and particles of metallic nature, as particles with a higher density, are distributed mainly in the lower layers of oil in the crankcase with the engine turned off.

Предлагаемое устройство позволяет проводить оценку того, что является ли загрязнение масла результатом износа деталей двигателя с образованием в масле металлических частиц или же оно носит характер старения масла с образованием в нем угарных частиц.The proposed device allows you to evaluate whether the oil pollution is the result of wear of engine parts with the formation of metal particles in the oil or whether it is in the nature of oil aging with the formation of carbon monoxide particles in it.

Принцип предлагаемого технического решения поясняется с помощью структурной схемы устройства для определения параметров дисперсных частиц, находящихся в масле картера двигателя, представленного на фиг.1.The principle of the proposed technical solution is illustrated using a block diagram of a device for determining the parameters of dispersed particles located in the oil of the crankcase of the engine, shown in figure 1.

Устройство содержит кювету с чистым маслом 1, картер двигателя, для которого определены максимальный 4 и минимальный 5 уровни масла, измерительный канал анализа угарных частиц, расположенный на высоте минимального уровня масла 5 в картере, измерительный канал анализа металлический частиц, расположенный внизу масляного поддона картера двигателя 3, лазер 13 в качестве источника зондирующего излучения; смотровые окна 6, светоделители (полупрозрачные зеркала) 12, световую ловушку 11, объективы 14, фотоприемники 15, 17, 18, датчик температуры 9, ультразвуковой излучатель канала анализа угарных частиц 7, ультразвуковой излучатель канала анализа металлических частиц 8, ультразвуковой излучатель эталонного канала 10, усилители 19, 20, 21, 23, аналого-цифровые преобразователи 24, 25, 26, 28, цифроаналоговый преобразователь 27, генератор ультразвуковых колебаний 22, коммутатор 16, электронно-вычислительную машину 29. Оптическая часть устройства помещена в корпус 30, защищенный от посторонней засветки и от попадания пыли и влаги.The device contains a cuvette with clean oil 1, an engine crankcase for which maximum 4 and minimum 5 oil levels are determined, a carbon monoxide particle analysis channel located at a minimum oil level 5 in the crankcase, a metal particle analysis channel located at the bottom of the oil pan 3, a laser 13 as a probe radiation source; viewing windows 6, beam splitters (translucent mirrors) 12, light trap 11, lenses 14, photodetectors 15, 17, 18, temperature sensor 9, ultrasonic emitter of the channel for analysis of carbon particles 7, ultrasonic emitter of the channel for analysis of metal particles 8, ultrasonic emitter of the reference channel 10 , amplifiers 19, 20, 21, 23, analog-to-digital converters 24, 25, 26, 28, digital-to-analog converter 27, ultrasonic vibration generator 22, switch 16, electronic computer 29. The optical part of the device is placed in the housing 30, protected from extraneous light and dust and moisture.

Устройство работает следующим образом. Исследуемая дисперсная система 2 контактирует с зондирующим излучением с длинной волны λ, которое генерируется лазером 13 и с ультразвуковыми колебаниями, формируемыми излучателями ультразвуковых колебаний 7, 8, 10 соответственно в каналах анализа: угарных частиц, металлических частиц и в эталонном канале. Через светоделители 12 зондирующее излучение через смотровые окна 6 подводится к дисперсионной среде (сплошной фазе) 2. При прохождении этой волны через исследуемую дисперсную систему происходит рассеяние, отражение и поглощение излучения. Рассеянное и отраженное (под малыми углами относительно направления распространения) от дисперсных частиц 2 излучение проходит через смотровые окна 6 и попадает на светоделители 12, которые направляют его на объективы 14. Объективы 14 проецируют излучение непосредственно на фотоприемники 15, 17, 18 соответственно каналов угарных частиц, металлических частиц и эталонного. Далее аналоговый сигнал с фотоприемников усиливается в усилителях 19, 20, 23 и преобразуется к цифровому виду при помощи аналого-цифровых преобразователей 24, 25, 28 и поступает для дальнейшей обработки и регистрации на ЭВМ 29. Для учета изменения температуры масла в картере двигателя внутреннего сгорания введен датчик температуры 9, информация с которого через усилитель 21 и аналого-цифровой преобразователь 26 так же поступает в ЭВМ 29. ЭВМ координирует работу всех узлов системы, а именно: управляет процессом оцифровки сигнала с фотоприемников и датчика температуры, посредством аналого-цифровых преобразователей 24, 25, 26, 28; управляет работой ультразвукового генератора 22 через аналого-цифровой преобразователь 26 и коммутатор 16; обрабатывает и регистрирует результаты измерений. На ЭВМ, используя математическую модель оптимального взаимодействия ультразвуковых колебаний с дисперсными частицами, рассчитываются параметры воздействующих импульсов таким образом, чтобы колебания поверхности дисперсной частицы происходили по гармоническому закону с собственной частотой fn. При этом учитывают температуру дисперсной системы и характерное время затухания колебаний дисперсных частиц за счет вязких сил.The device operates as follows. The dispersed system 2 under study is in contact with probing radiation with a long wavelength λ, which is generated by the laser 13 and with ultrasonic vibrations generated by ultrasonic vibrators 7, 8, 10, respectively, in the analysis channels: carbon particles, metal particles, and in the reference channel. Through the beam splitters 12, the probe radiation through the viewing windows 6 is supplied to a dispersion medium (continuous phase) 2. When this wave passes through the dispersed system under study, the radiation is scattered, reflected and absorbed. The radiation scattered and reflected (at small angles with respect to the propagation direction) from the dispersed particles 2 passes through the viewing windows 6 and enters the beam splitters 12, which direct it to the lenses 14. The lenses 14 project the radiation directly onto the photodetectors 15, 17, 18, respectively, of the channels of carbon particles , metal particles and reference. Next, the analog signal from the photodetectors is amplified in amplifiers 19, 20, 23 and converted to digital form using analog-to-digital converters 24, 25, 28 and is supplied for further processing and registration on the computer 29. To account for changes in oil temperature in the crankcase of an internal combustion engine introduced a temperature sensor 9, information from which through an amplifier 21 and an analog-to-digital converter 26 also enters the computer 29. The computer coordinates the work of all nodes of the system, namely: it controls the process of digitizing the signal from photodetectors and yes temperature sensor, through analog-to-digital converters 24, 25, 26, 28; controls the operation of the ultrasonic generator 22 through the analog-to-digital Converter 26 and the switch 16; processes and registers measurement results. On a computer, using a mathematical model of the optimal interaction of ultrasonic vibrations with dispersed particles, the parameters of the acting pulses are calculated so that the surface oscillations of the dispersed particle occur in harmonic law with a natural frequency f n . In this case, the temperature of the dispersed system and the characteristic decay time of the oscillations of the dispersed particles due to viscous forces are taken into account.

Устройство функционирует в момент опроса датчиков и систем перед запуском двигателя при этом, во-первых, в зависимости от температуры масла выбирается частота ультразвуковых излучателей, во-вторых, попеременно проводится опрос двух каналов анализа: эталонный - металлические частицы и эталонный - угарные частицы, для выявления процентного содержания угарных и металлических частиц, в третьих, по амплитудам импульсов, возникающих в каналах анализа судят о размерах частиц, в четвертых, проводится контроль соотношений между усредненными сигналами эталонного канала и канала анализа металлических частиц и сигналами эталонного канала и канала анализа угарных частиц для определения интегрального показателя загрязненности моторного масла и сравнения их с существующими стандартами.The device operates at the moment of polling sensors and systems before starting the engine; first, depending on the oil temperature, the frequency of ultrasonic emitters is selected, and secondly, two channels of analysis are alternately interrogated: the reference one - metal particles and the reference one - carbon particles, for to determine the percentage of carbon monoxide and metal particles, thirdly, by the amplitudes of the pulses arising in the analysis channels, the particle sizes are judged, fourthly, the ratios between the averaged the reference channel and the channel for analysis of metal particles and the signals of the reference channel and the channel for the analysis of carbon particles to determine the integral indicator of contamination of motor oil and compare them with existing standards.

Таким образом, рассмотренное устройство, в отличие от известных, позволяет существенно повысить информативность данных для оценки концентрации взвешенных металлических и угарных дисперсных частиц, находящихся в масле, и в частности дает возможность контролировать качество работы двигателя, оставшийся ресурс работы масла до его замены.Thus, the considered device, in contrast to the known ones, can significantly increase the information content of the data for assessing the concentration of suspended metal and carbon monoxide dispersed particles in the oil, and in particular it makes it possible to control the quality of the engine, the remaining life of the oil before it is replaced.

Claims (1)

Устройство анализа загрязненности моторного масла двигателя внутреннего сгорания дисперсными частицами, включающее лазер в качестве источника зондирующего излучения, светоделитель (полупрозрачное зеркало), объектив, фотоприемник, аналого-цифровой преобразователь, электронно-вычислительную машину, ультразвуковой генератор и излучатель ультразвуковых колебаний, отличающееся тем, что для повышения точности измерения угарных и металлических частиц, находящихся в масле, в него дополнительно введены канал контроля металлических частиц, располагающийся внизу масляного поддона картера двигателя, и канал контроля угарных частиц, располагающийся на высоте минимального уровня масла в картере, каждый из которых содержит фотоприемник, усилитель, аналого-цифровой преобразователь и излучатель ультразвуковых колебаний, также содержит цифроаналоговый преобразователь и коммутатор для возможности последовательного переключения излучателей ультразвуковых колебаний в каналах контроля, при этом все ультразвуковые излучатели управляются через цифроаналоговый преобразователь электронно-вычислительной машиной в соответствии с математической моделью колебаний поверхности частицы от воздействия облучений и с параметрами температуры, получаемой при помощи датчика температуры, усилителя и аналого-цифрового преобразователя. A device for analyzing the contamination of engine oil of an internal combustion engine with dispersed particles, including a laser as a probe radiation source, a beam splitter (translucent mirror), a lens, a photodetector, an analog-to-digital converter, an electronic computer, an ultrasonic generator and an ultrasonic oscillator, characterized in that to increase the accuracy of measuring carbon monoxide and metal particles in the oil, a channel for monitoring metal particles is additionally introduced into it located at the bottom of the oil sump of the engine crankcase, and a channel for monitoring carbon monoxide particles located at the height of the minimum oil level in the crankcase, each of which contains a photodetector, amplifier, analog-to-digital converter and an ultrasonic vibrations emitter, also contains a digital-to-analog converter and a switch for the possibility of sequential switching emitters of ultrasonic vibrations in the control channels, while all ultrasonic emitters are controlled through a digital-to-analog converter computing machine in accordance with the mathematical model of oscillations particle surface from exposure to irradiation and temperature parameters, obtained by means of a temperature sensor, amplifier and analog-to-digital converter.
RU2012124972/28A 2012-06-15 2012-06-15 Device to analyse contamination of motor oil of internal combustion engine by disperse particles RU2516200C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012124972/28A RU2516200C2 (en) 2012-06-15 2012-06-15 Device to analyse contamination of motor oil of internal combustion engine by disperse particles

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012124972/28A RU2516200C2 (en) 2012-06-15 2012-06-15 Device to analyse contamination of motor oil of internal combustion engine by disperse particles

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012124972A RU2012124972A (en) 2013-12-27
RU2516200C2 true RU2516200C2 (en) 2014-05-20

Family

ID=49785715

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012124972/28A RU2516200C2 (en) 2012-06-15 2012-06-15 Device to analyse contamination of motor oil of internal combustion engine by disperse particles

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2516200C2 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2583344C1 (en) * 2015-02-25 2016-05-10 Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Донской Государственный Технический Университет" (Дгту) Apparatus for analysing dirtiness of motor oil of internal combustion engine with disperse particles
RU2626750C1 (en) * 2016-03-29 2017-07-31 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Донской государственный технический университет" (ДГТУ) Optical-electronic device for controlling suspended particles
US10557776B2 (en) 2015-04-27 2020-02-11 Virtual Fluid Monitoring Services, Llc Fluid analysis and monitoring using optical spectrometry
US10578548B2 (en) 2015-04-27 2020-03-03 Virtual Fluid Monitoring Services LLC Systems, apparatuses, and methods for fluid analysis and monitoring
RU2750566C1 (en) * 2021-01-14 2021-06-29 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пензенский государственный университет" Device for determining the degree of contamination of motor oils by ultrasonic interferometer
US11442019B2 (en) 2018-06-19 2022-09-13 Virtual Fluid Monitoring Services, Llc Fluid analysis and monitoring using optical spectroscopy

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2582296C1 (en) * 2015-02-25 2016-04-20 Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Донской Государственный Технический Университет" (Дгту) Opto-electronic device for controlling quality of motor oil

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1408304A1 (en) * 1986-06-20 1988-07-07 Институт высоких температур АН СССР Method of measuring parameters of fine particles
SU1508742A1 (en) * 1987-08-19 1992-07-07 Институт Оптики И Атмосферы Со Ан Ссср Method of determining parameters of dispersed particles
EP1092976A2 (en) * 1999-10-12 2001-04-18 Baker Hughes Incorporated Particle measurement by acoustic speckle
RU2346261C1 (en) * 2007-07-09 2009-02-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) Method for determination of dispersed particles parameters

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1408304A1 (en) * 1986-06-20 1988-07-07 Институт высоких температур АН СССР Method of measuring parameters of fine particles
SU1508742A1 (en) * 1987-08-19 1992-07-07 Институт Оптики И Атмосферы Со Ан Ссср Method of determining parameters of dispersed particles
EP1092976A2 (en) * 1999-10-12 2001-04-18 Baker Hughes Incorporated Particle measurement by acoustic speckle
RU2346261C1 (en) * 2007-07-09 2009-02-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) Method for determination of dispersed particles parameters

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2583344C1 (en) * 2015-02-25 2016-05-10 Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Донской Государственный Технический Университет" (Дгту) Apparatus for analysing dirtiness of motor oil of internal combustion engine with disperse particles
US10557776B2 (en) 2015-04-27 2020-02-11 Virtual Fluid Monitoring Services, Llc Fluid analysis and monitoring using optical spectrometry
US10578548B2 (en) 2015-04-27 2020-03-03 Virtual Fluid Monitoring Services LLC Systems, apparatuses, and methods for fluid analysis and monitoring
US10591388B2 (en) 2015-04-27 2020-03-17 Virtual Fluid Monitoring Services LLC Fluid analysis and monitoring using optical spectroscopy
US10605702B2 (en) 2015-04-27 2020-03-31 Virtual Fluid Monitoring Services LLC Fluid analysis and monitoring using optical spectroscopy
US10809164B2 (en) 2015-04-27 2020-10-20 Virtual Fluid Monitoring Services, Llc Fluid analysis and monitoring using optical spectroscopy
RU2626750C1 (en) * 2016-03-29 2017-07-31 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Донской государственный технический университет" (ДГТУ) Optical-electronic device for controlling suspended particles
US11442019B2 (en) 2018-06-19 2022-09-13 Virtual Fluid Monitoring Services, Llc Fluid analysis and monitoring using optical spectroscopy
RU2750566C1 (en) * 2021-01-14 2021-06-29 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пензенский государственный университет" Device for determining the degree of contamination of motor oils by ultrasonic interferometer

Also Published As

Publication number Publication date
RU2012124972A (en) 2013-12-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2516200C2 (en) Device to analyse contamination of motor oil of internal combustion engine by disperse particles
RU2498269C1 (en) Analysis method of dirtiness of motor oil of internal combustion engine with disperse particles
RU2573168C2 (en) Method and device to detect concentration of soot in motor oil of internal combustion engines
NL1029044C2 (en) Non-destructive evaluation of surface damage in optical elements.
JP2013531787A (en) Holographic fluctuation microscope apparatus and method for determining particle motility and / or cell dispersion
RU2583344C1 (en) Apparatus for analysing dirtiness of motor oil of internal combustion engine with disperse particles
RU2649095C2 (en) Method and device for the analysis of oils and technical service fluids and for the qualified evaluation of the operating states of elements
CN1576834A (en) Detecting soot during real time operation in diesel engine lubricant
KR102109110B1 (en) Method and apparatus for detecting cracks in eggshells
Song et al. The durability of flexible eddy current array (FECA) sensors in harsh service environments
RU2583351C1 (en) Method for analysis of contamination of motor oil of internal combustion engine by disperse particles
JPH05232042A (en) Surface inspecting method and device thereof
FR3076618B1 (en) METHOD AND SYSTEM FOR OPTICAL INSPECTION OF A SUBSTRATE
JP4843794B2 (en) Measuring system for mechanical properties of blood cells
WO2017174977A1 (en) Particle characterisation
RU2582296C1 (en) Opto-electronic device for controlling quality of motor oil
JP2021196234A (en) Damage evaluation device and damage evaluation method
JP2011106895A (en) Instrument for automatically measuring fcc catalyst particle
RU182231U1 (en) Device for monitoring the residual life of engine oil of an internal combustion engine
RU2659192C1 (en) Method for determination of impurities in liquid media
MA47033B1 (en) System and method of three-dimensional measurement
JP7330869B2 (en) Automatic analysis method and automatic analysis device
Johnson et al. Strategic oil analysis: Instrument-based on-site lubricant analysis
CN115266681B (en) High-precision scanning and rapid marking method for medical Raman spectral imaging
RU2301414C1 (en) Method of estimation of pollution of internal combustion engine by motor oil admixtures

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20140616