RU2595811C1 - Miniature device for rapid assessment of motor oils - Google Patents

Miniature device for rapid assessment of motor oils Download PDF

Info

Publication number
RU2595811C1
RU2595811C1 RU2015111122/15A RU2015111122A RU2595811C1 RU 2595811 C1 RU2595811 C1 RU 2595811C1 RU 2015111122/15 A RU2015111122/15 A RU 2015111122/15A RU 2015111122 A RU2015111122 A RU 2015111122A RU 2595811 C1 RU2595811 C1 RU 2595811C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
power supply
detection unit
piezosensor
unit
miniature
Prior art date
Application number
RU2015111122/15A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Татьяна Анатольевна Кучменко
Евгения Викторовна Дроздова
Жанна Юрьевна Кочетова
Юлия Евгеньевна Силина
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный университет инженерных технологий" (ФГБОУ ВО "ВГУИТ").
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 образования "Воронежский государственный университет инженерных технологий" (ФГБОУ ВО "ВГУИТ"). filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный университет инженерных технологий" (ФГБОУ ВО "ВГУИТ").
Priority to RU2015111122/15A priority Critical patent/RU2595811C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2595811C1 publication Critical patent/RU2595811C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)

Abstract

FIELD: measuring equipment.
SUBSTANCE: invention relates to analysis and can be used for analysis of motor oils in field conditions. Miniature device for rapid assessment of motor oils consists of a detection unit, power supply unit and a disposable or reusable container for the oil sample, tightly connected with the help of thread with a unit of detection. Detection unit consists of sensitive measuring element (piezo-sensor) based on piezoelectric resonator with film coating, selective to volatile substances-markers of state, miniature excitation circuit, located inside a detection unit under the panel with the Piezoelectric sensor, recorder to a microprocessor for registration of signal of the piezo-sensor with three colour indicators. Actuation of the piezo-sensor signal variation rate is determined indicators in vapors of oil and depends on the degree of its development. Detection unit is connected to power supply unit with possibility of autonomous power supply from power supply unit built into the element or power supply network, on one of side surfaces of the power supply unit are arranged on and power indicator button, and in its lower part there are outputs for charging device and tire for connection with recorder.
EFFECT: invention provides simple mobile control and compact device, which preserves its operational characteristics and allows quickly obtain information on state of the motor oil in field conditions without sample preparation.
1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к технике проведения экспрессного анализа моторных масел, в частности для определения содержания газов, паров в равновесной газовой фазе над малым объемом образца во внелабораторных условиях в режиме «на месте».The invention relates to techniques for the rapid analysis of motor oils, in particular for determining the content of gases, vapors in the equilibrium gas phase over a small volume of the sample in off-laboratory conditions in the on-site mode.

В настоящее время рынок анализаторов и детекторов состояния масел представлен различными по природе функционирования и эксплуатационным характеристикам системами. Принципиально они делятся на системы непрерывного и периодического действия. Системы непрерывного действия малогабаритны, но, как правило, высокоселективны к отдельным газам, а газоанализаторы имеют ограничения по группе определяемых компонентов воздуха, шкала их часто отградуирована в единицах концентраций одного газа, для их устойчивого функционирования необходимы определенные исходные условия (по чистоте или влажности воздуха, нахождения в пространстве или источника питания и т.п.).Currently, the market of analyzers and oil condition detectors is represented by systems that differ in the nature of functioning and operational characteristics. Fundamentally, they are divided into systems of continuous and periodic action. Continuous systems are small-sized, but, as a rule, highly selective for individual gases, and gas analyzers have restrictions on the group of determined air components, their scale is often graduated in units of concentrations of one gas, for their stable operation certain initial conditions are needed (for purity or humidity, being in space or a power source, etc.).

Техническая задача изобретения заключается в разработке миниатюрного устройства для экспресс-оценки состояния моторных масел, позволяющего контролировать их состояние, совместить некоторые характеристики датчиков и анализаторов, таких как: минимальные размеры, экспрессность получения информации, автономность питания, легкое управление и надежное детектирование легколетучих соединений и уровень их содержания, свидетельствующие о степени отработки, возможность измерения в полевых условиях без дополнительных специальных устройств и оборудования в режиме «на месте», длительное сохранение эксплуатационных характеристик.The technical task of the invention is to develop a miniature device for rapid assessment of the state of motor oils, which allows to control their condition, combine some characteristics of sensors and analyzers, such as: minimum dimensions, expressness of information, battery autonomy, easy control and reliable detection of volatile compounds and level their contents, indicating the degree of mining, the ability to measure in the field without additional special devices and equipment in on-site mode, long-term maintenance of operational characteristics.

Для решения технической задачи изобретения предложено миниатюрное устройство для экспресс-оценки состояния моторных масел, состоящее из блока детектирования, блока питания и одноразовой или многоразовой емкости для пробы масла, герметично соединяющейся с помощью резьбы с блоком детектирования, который состоит из чувствительного измерительного элемента (пьезосенсора) на основе пьезорезонатора с пленкой покрытия, селективного к летучим веществам-маркерам состояния, миниатюрной схемы возбуждения, расположенной внутри блока детектирования под панелью с пьезосенсором, регистратора с микропроцессором для регистрации сигнала пьезосенсора с тремя цветовыми индикаторами, срабатывание которых определяется скоростью изменения сигнала пьезосенсора в парах масла и зависит от степени его отработки, причем блок детектирования соединен с блоком питания с возможностью автономного питания от встроенного в блок питания элемента или питания от сети, на одной из боковых поверхностей блока питания размещены кнопка включения и индикатор питания, в его нижней части расположены выходы для зарядного устройства и шины для соединения с регистратором.To solve the technical problem of the invention, a miniature device for rapid assessment of the condition of motor oils is proposed, consisting of a detection unit, a power unit and a disposable or reusable container for an oil sample, hermetically connected by a thread to the detection unit, which consists of a sensitive measuring element (piezosensor) based on a piezoresonator with a coating film selective for volatile state markers, a miniature excitation circuit located inside the detector unit beneath a panel with a piezosensor, a recorder with a microprocessor for registering a piezosensor signal with three color indicators, the response of which is determined by the rate of change of the piezosensor signal in oil vapor and depends on the degree of its development, and the detection unit is connected to the power unit with the possibility of autonomous power supply from the built-in unit power supply of the element or mains power, on one of the side surfaces of the power supply there is a power button and a power indicator, in its lower part there are odes for the charger and bus for connecting to the recorder.

Технический результат изобретения заключается в мобильности и компактности миниатюрного устройства для экспресс-оценки состояния моторных масел с минимальными размерами при сохранении всех рабочих функций, а именно генерация колебаний пьезосенсора, автономное или внешнее питание, регистрация информации и принятия решения о качестве пробы, за счет применения миниатюрной микросхемы и программируемого микропроцессора, возможности применения компактных источников питания с резервом времени или применения внешнего источника питания; в экспрессном получении результатов о присутствии и содержании в равновесной газовой фазе над пробой масла летучих веществ-маркеров состояния, содержание которых коррелирует со степенью отработки моторных масел, в том числе во внелабораторных условиях без пробоподготовки (анализ пробы в режиме «на месте»); в легком управлении, возможности длительной эксплуатации и быстрой замене измерительного элемента при отработке; в длительном сохранении эксплуатационных характеристик за счет дискретного режима измерения и прекращения нагрузки пьезосенсора путем перемещения его в сухую миниатюрную емкость с силикагелем или другим сорбентом после определенного малого времени контакта с анализируемой средой.The technical result of the invention lies in the mobility and compactness of a miniature device for rapid assessment of the condition of motor oils with minimum sizes while maintaining all the working functions, namely the generation of piezosensor vibrations, autonomous or external power, recording information and deciding on the quality of the sample through the use of miniature microcircuit and programmable microprocessor, the possibility of using compact power supplies with a reserve of time or the use of an external power source; in express obtaining results on the presence and content in the equilibrium gas phase of an oil sample of volatile state marker substances, the content of which correlates with the degree of development of motor oils, including in off-laboratory conditions without sample preparation (analysis of the sample in the on-site mode); in easy operation, the possibility of long-term operation and quick replacement of the measuring element during mining; in the long-term maintenance of operational characteristics due to the discrete measurement mode and the termination of the load of the piezosensor by moving it to a dry miniature container with silica gel or another sorbent after a certain short contact time with the analyzed medium.

На фиг. 1 представлено миниатюрное устройство для экспресс-оценки состояния моторных масел: а) в разборном виде; б) в собранном виде, на фиг. 2 - общий вид миниатюрного устройства для экспресс-оценки состояния моторных масел при срабатывании цветового детектора при различном состоянии масла: а) «норма», б) «средний уровень отработки», в) «следует заменить».In FIG. 1 shows a miniature device for rapid assessment of the condition of motor oils: a) collapsible; b) in assembled form, in FIG. 2 is a general view of a miniature device for expressly assessing the state of motor oils when a color detector is triggered for a different oil condition: a) “normal”, b) “average level of development”, c) “should be replaced”.

Миниатюрное устройство для экспресс-оценки состояния моторных масел (фиг. 1-2) состоит из блока детектирования 1, блока питания 2 и одноразовой или многоразовой емкости для пробы масла 3, герметично соединяющейся с помощью резьбы 4 с блоком детектирования 1, который состоит из чувствительного измерительного элемента 5 (пьезосенсора) на основе пьезорезонатора с пленкой покрытия 6, селективного к летучим веществам-маркерам состояния, миниатюрной схемы возбуждения, расположенной внутри блока детектирования 1 под панелью с пьезосенсором 5, регистратора с микропроцессором для регистрации сигнала пьезосенсора с тремя цветовыми индикаторами 7, срабатывание которых определяется скоростью изменения сигнала пьезосенсора в парах масла и зависит от степени его отработки, причем блок детектирования 1 соединен с блоком питания 2 с возможностью автономного питания от встроенного в блок питания элемента или питания от сети, на одной из боковых поверхностей блока питания размещены кнопка включения 8 и индикатор питания 9, в его нижней части расположены выходы для зарядного устройства и шины 10 для соединения с регистратором, в одноразовую или многоразовую емкость 3 наливают образец масла до метки и герметично соединяют с помощью резьбы 4 с блоком детектирования 1 таким образом, чтобы закрепленный в нем чувствительный измерительный элемент 5 (пьезосенсор) на основе пьезорезонатора с пленкой покрытия 6, селективного к летучим веществам-маркерам состояния, содержание которых коррелирует со степенью отработки моторных масел, находился внутри емкости 3, регистрируют изменение сигнала пьезосенсора по трем цветовым индикаторам 7, срабатывание которых определяется скоростью изменения сигнала пьезосенсора в парах масла и зависит от степени его отработки: зеленый - «норма», желтый - «средний уровень отработки», красный - «следует заменить», при этом время анализа не превышает 1-2 минут, для восстанавления и хранения пьезосенсор помещают в миниатюрную емкость 11 с помещенным на дно сорбентом 12.A miniature device for the rapid assessment of the state of motor oils (Fig. 1-2) consists of a detection unit 1, a power supply 2 and a disposable or reusable container for an oil sample 3, hermetically connected by a thread 4 to the detection unit 1, which consists of a sensitive a measuring element 5 (piezosensor) based on a piezoresonator with a coating film 6 selective for volatile state markers, a miniature excitation circuit located inside the detection unit 1 under the panel with a piezosensor 5, regis a rotor with a microprocessor for registering a piezosensor signal with three color indicators 7, the response of which is determined by the rate of change of the piezosensor signal in oil vapor and depends on its degree of development, and the detection unit 1 is connected to a power unit 2 with the possibility of autonomous power supply from an element integrated in the power supply unit or mains power, on one of the side surfaces of the power supply there is a power button 8 and a power indicator 9, at the bottom there are outputs for the charger and bus 10 to connect to the recorder, an oil sample is poured to the mark in a disposable or reusable container 3 and hermetically connected using a thread 4 to the detection unit 1 so that the sensitive measuring element 5 (piezosensor) mounted on it, based on a piezoresonator with a coating film 6, a condition selective to volatile marker substances, the content of which correlates with the degree of engine oil depletion, was inside the vessel 3, the change in the signal of the piezosensor was recorded using three color indicators 7, s the abatment of which is determined by the rate of change of the piezosensor signal in the oil vapor and depends on the degree of its working out: green - “normal”, yellow - “average working level”, red - “should be replaced”, while the analysis time does not exceed 1-2 minutes, for recovery and storage of the piezosensor is placed in a miniature tank 11 with a sorbent 12 placed on the bottom.

Миниатюрное устройство для экспресс-оценки состояния моторных масел работает следующим образом.A miniature device for rapid assessment of the condition of motor oils works as follows.

Блок питания 2 с помощью шины 10 соединяют с миниатюрной схемой возбуждения, микропроцессором и, возбуждающего колебания, чувствительным элементом - пьезосенсором 5 на основе пьезорезонатора с пленкой покрытия 6, селективного к летучим веществам-маркерам состояния, содержание которых коррелирует со степенью отработки моторных масел, включают питание автономное или от сети с помощью кнопки включения 8, при этом загорается индикатор 9. Цветовые индикаторы 7 при этом не загораются. Для тестирования и оценки состояния масла в одноразовую или многоразовую емкость 3 наливают масло до метки. Осторожно снимают (выкручивают) с регистратора миниатюрную емкость 11 с помещенным на дно сорбентом 12, в которой хранится измерительный элемент и восстанавливается состояние чувствительной селективной пленки 6. Вкручивают с помощью резьбы 4 в блок детектирования 1 емкость с маслом 3. Наблюдают за световыми индикаторами 7 на корпусе регистратора.The power supply unit 2 using a bus 10 is connected to a miniature excitation circuit, a microprocessor and, exciting oscillations, a sensing element - a piezosensor 5 based on a piezoresonator with a coating film 6, which is selective for volatile state markers, the content of which correlates with the degree of exhaustion of motor oils, include stand-alone power supply or from the network using the power button 8, the indicator 9 lights up. The color indicators 7 do not light up. For testing and assessing the condition of the oil in a disposable or reusable container 3 pour oil to the mark. Carefully remove (twist) from the registrar a miniature tank 11 with a sorbent 12 placed on the bottom, in which the measuring element is stored and the state of the sensitive selective film is restored 6. Screw the container with oil 3 into the detection unit 1 by screwing 3. Watch the indicator lights 7 on case of the registrar.

Легколетучие вещества-маркеры из масла самопроизвольно диффундируют к поверхности пленочного покрытия, взаимодействуют с ним определенное время, которое зависит от особенностей реакции между парами, определяемыми их природой и концентрацией, и пленочным покрытием 6, при этом скорость изменения частоты колебаний пьезосенсора зависит от концентрации легколетучих веществ-маркеров отработки масла. В течение 15 с срабатывает один из световых индикаторов 7, определяющий состояние масла: зеленый - «норма» (фиг. 2 - а), желтый - «средний уровень отработки» (фиг. 2 - б), красный - «следует заменить» (фиг. 2 - в). На пленочном покрытии протекает обратимая реакция, и для повторного применения пьезосенсор регенерируют в миниатюрной емкости 11 с сорбентом 12.Highly volatile substances-markers from oil spontaneously diffuse to the surface of the film coating, interact with it for a certain time, which depends on the characteristics of the reaction between the vapors, determined by their nature and concentration, and the film coating 6, while the rate of change of the oscillation frequency of the piezosensor depends on the concentration of volatile substances -markers of oil development. Within 15 s, one of the indicator lights 7, which determines the state of the oil, is activated: green - “normal” (Fig. 2 - a), yellow - “average level of development” (Fig. 2 - b), red - “should be replaced” ( Fig. 2 - c). A reversible reaction proceeds on the film coating, and for repeated use, the piezosensor is regenerated in a miniature container 11 with sorbent 12.

Предложенное миниатюрное устройство для экспресс-оценки состояния моторных масел позволяет:The proposed miniature device for rapid assessment of the condition of motor oils allows you to:

1) увеличить мобильность и компактность миниатюрного устройства для экспресс-оценки состояния моторных масел с минимальными размерами при сохранении всех рабочих функций (генерация колебаний пьезосенсора, автономное или внешнее питание, регистрация информации и принятия решения о качестве пробы), за счет применения миниатюрной микросхемы и программируемого микропроцессора, возможности применения компактных источников питания с резервом времени или применения внешнего источника питания;1) to increase the mobility and compactness of a miniature device for rapid assessment of the condition of motor oils with minimum sizes while maintaining all the working functions (generating piezosensor vibrations, autonomous or external power, recording information and deciding on the quality of the sample), through the use of a miniature chip and programmable microprocessor, the possibility of using compact power supplies with a reserve of time or using an external power source;

2) экспрессно получать информацию о присутствии и содержании в равновесной газовой фазе над пробой масла, в том числе во внелабораторных условиях без пробоподготовки (анализ пробы в режиме «на месте») информации о легколетучих веществах-маркерах состояния масла;2) to quickly obtain information on the presence and content in the equilibrium gas phase above the oil sample, including in off-laboratory conditions without sample preparation (analysis of the sample in the on-site mode), information on volatile substances, markers of the state of the oil;

3) упростить управление и измерение концентрации газов в режиме «на месте»;3) to simplify the management and measurement of gas concentrations in the on-site mode;

4) долго сохранять эксплуатационные характеристики за счет дискретного режима измерения и прекращения нагрузки пьезосенсора путем перемещения его в сухую миниатюрную емкость с силикагелем или другим сорбентом после определенного малого времени контакта с анализируемой средой;4) maintain operational characteristics for a long time due to the discrete measurement mode and termination of the piezosensor load by moving it to a dry miniature container with silica gel or another sorbent after a certain short time of contact with the analyzed medium;

5) расширить аналитические возможности миниатюрного анализатора, в том числе за счет исключения градуировки устройства в единицах концентрации одного газа, преобразования микропроцессором сигналов пьезосенсора в отклик и последующим его отражении в виде цветового сигнала;5) expand the analytical capabilities of the miniature analyzer, including by eliminating the calibration of the device in units of one gas concentration, microprocessor converting the piezosensor signals into a response and its subsequent reflection in the form of a color signal;

6) возможность длительной эксплуатации и быстрой замене измерительного элемента при отработке.6) the possibility of long-term operation and quick replacement of the measuring element during mining.

Claims (1)

Миниатюрное устройство для экспресс-оценки состояния моторных масел, состоящее из блока детектирования, блока питания и одноразовой или многоразовой емкости для пробы масла, герметично соединяющейся с помощью резьбы с блоком детектирования, который состоит из чувствительного измерительного элемента (пьезосенсора) на основе пьезорезонатора с пленкой покрытия, селективного к летучим веществам-маркерам состояния, миниатюрной схемы возбуждения, расположенной внутри блока детектирования под панелью с пьезосенсором, регистратора с микропроцессором для регистрации сигнала пьезосенсора с тремя цветовыми индикаторами, срабатывание которых определяется скоростью изменения сигнала пьезосенсора в парах масла и зависит от степени его отработки, причем блок детектирования соединен с блоком питания с возможностью автономного питания от встроенного в блок питания элемента или питания от сети, на одной из боковых поверхностей блока питания размещены кнопка включения и индикатор питания, в его нижней части расположены выходы для зарядного устройства и шины для соединения с регистратором. A miniature device for rapid assessment of the condition of motor oils, consisting of a detection unit, a power supply unit and a disposable or reusable oil sample container, hermetically connected by means of a thread to the detection unit, which consists of a sensitive measuring element (piezosensor) based on a piezoresonator with a coating film selective to volatile substances-markers of state, a miniature excitation circuit located inside the detection unit under the panel with a piezosensor, a recorder with a micro a processor for recording a piezosensor signal with three color indicators, the response of which is determined by the rate of change of the piezosensor signal in oil vapor and depends on the degree of its development, the detection unit being connected to a power unit with the possibility of autonomous power supply from an element integrated in the power supply unit or mains supply, on one of the side surfaces of the power supply there is a power button and a power indicator, in its lower part there are outputs for a charger and a bus for connecting to istratorom.
RU2015111122/15A 2015-03-30 2015-03-30 Miniature device for rapid assessment of motor oils RU2595811C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015111122/15A RU2595811C1 (en) 2015-03-30 2015-03-30 Miniature device for rapid assessment of motor oils

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015111122/15A RU2595811C1 (en) 2015-03-30 2015-03-30 Miniature device for rapid assessment of motor oils

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2595811C1 true RU2595811C1 (en) 2016-08-27

Family

ID=56891930

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015111122/15A RU2595811C1 (en) 2015-03-30 2015-03-30 Miniature device for rapid assessment of motor oils

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2595811C1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2117287C1 (en) * 1996-07-08 1998-08-10 Уфимский государственный нефтяной технический университет Method of determining quality of motor oils
RU2248571C1 (en) * 2003-10-08 2005-03-20 Государственное образовательное учреждение Воронежская государственная технологическая академия Method of rapidly identifying gasolines
CN101825616A (en) * 2008-11-11 2010-09-08 通用汽车环球科技运作公司 Method for analyzing engine oil degradation

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2117287C1 (en) * 1996-07-08 1998-08-10 Уфимский государственный нефтяной технический университет Method of determining quality of motor oils
RU2248571C1 (en) * 2003-10-08 2005-03-20 Государственное образовательное учреждение Воронежская государственная технологическая академия Method of rapidly identifying gasolines
CN101825616A (en) * 2008-11-11 2010-09-08 通用汽车环球科技运作公司 Method for analyzing engine oil degradation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101368927B (en) Self-calibration gas sensor
RU2016152193A (en) AEROSOL SENSOR AND PERCEPTION METHOD
US7710568B1 (en) Portable natural gas leak detector
WO2006066038A3 (en) Analyte test device having a trend-indicating display
JP2008292463A5 (en)
KR20130038342A (en) Hand-held test meter with deep power conservation mode
CA2568441C (en) Determining useful life of a fluid using inventory information
RU2408007C2 (en) Portable gas analyser
RU2595811C1 (en) Miniature device for rapid assessment of motor oils
RU2634803C1 (en) Device for express-analysis of product quality
JP5292359B2 (en) Sensing device
JP2006227028A (en) Gas detector and method for using integrated temperature correction device
RU2568331C1 (en) Device determining leaks of explosive liquids based on piezoelectric sensor
RU2400745C2 (en) Airborne dust, vapour and gas detector
CN203941038U (en) Sampling core for air sampler
CN105353091B (en) Multifunctional gas sensor calibration container
RU2427829C1 (en) Piezoresonance analyser for mass of dry residue of water and aggressive liquids
CA2514779C (en) Method for the determination of the caco3 content of a scrubbing liquid
RU2571280C1 (en) Portable gas analyser with array of piezosensors
JP5170704B2 (en) Gas measuring device placed in an enclosed space
JP2005315830A (en) Analyzer
RU2632997C1 (en) Piezoresonance sensor for determining relative air humidity
RU82335U1 (en) UNIVERSAL DEVICE FOR TESTING GAS-ANALYTICAL INSTRUMENTS AT THE PLACES OF THEIR INSTALLATION IN THE WORKING AREA OF OBJECTS FOR CARE
CN103926116A (en) Sampling core for air sampler
RU2775934C1 (en) Miniature detection cell for a single-channel analyzer of highly volatile biomolecules discharged by the skin

Legal Events

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

Effective date: 20180331