ПРИБОР ДЛЯ ИНДИКАЦИИ ОКТАНОВОГО ЧИСЛА АВТОМОБИЛЬНЫХ БЕНЗИНОВ Российский патент 2007 года по МПК G01N27/22 

Изобретение относится к области аналитического приборостроения и может быть использовано для оперативного контроля октанового числа автомобильных бензинов.

Известно устройство для измерения октанового числа бензинов, содержащее емкостной датчик, генератор синусоидального напряжения, датчик температуры, RC-фильтр, три усилителя, R-диодный мост, АЦП, устройство обработки и индикации, выход генератора подключен к входу емкостного датчика. При этом емкостной датчик выполнен в виде сосуда с коаксиально расположенными несколькими цилиндрами, во внутреннюю полость которого помещен терморезистор, параллельно которому подключен подстроечный резистор, полностью притопленный погружаемый поплавок, стержень с мерительной рейкой, источник излучения, приемная фотодиодная линейка, устройство сопряжения с компьютером, аккумулятор и преобразователь напряжения, выход емкостного датчика подключен ко входу терморезистора, выход которого соединен со входом RC-фильтра, выход которого соединен со входом первого усилителя, выход первого усилителя подсоединен через резистор R3 ко входу второго усилителя, между инверсным входом и выходом которого включен R-диодный мост, выходная диагональ которого через делитель подключена ко входу третьего усилителя, выход которого подключен ко входу АЦП, выход которого подключен к первому входу устройства обработки и индикации, устройство сопряжения с персональным компьютером, вход которого соединен с выходом устройства обработки, погружаемый (полностью притопленный) поплавок помещается в измеряемую среду (бензин), стержень с мерительной рейкой, прикрепленной к поплавку, источник излучения и приемная фотодиодная линейка закреплены так, чтобы мерительная рейка находилась между источником и приемной фотодиодной линейкой, выход с приемной фотодиодной линейки соединен со вторым входом устройства обработки и индикации, основание емкостного датчика, в котором закреплены емкостной датчик и подстроечный резистор, гальванический элемент (аккумулятор) подключен к преобразователю напряжения (см. патент на изобретение РФ №2207557, G 01 N 27/22).

Недостатком данного устройства является его сложность и наличие электромеханических элементов, которые требуют особых условий для измерений, т.к. чувствительны к вибрациям, загрязнениям, окислениям.

Известен индикатор марки автомобильного бензина, содержащий автогенератор, емкостной датчик, масштабирующий усилитель, к выходу усилителя подключены коммутирующие каскады в количестве, соответствующем числу контролируемых марок бензина, каждый из которых состоит из двухуровневого компаратора, логической схемы на элементах "И-НЕ", в качестве индикаторов к выходу каждого коммутирующего каскада подключены светодиоды (см. патент на изобретение РФ №2243544, МПК G 01 N 27/22).

Однако устройство затруднительно использовать в случае, когда октановое число реального бензина близко к границе раздела между сортами, поскольку индикация осуществляется только в четырех точках.

Наиболее близким к предлагаемому решению является устройство для определения октанового числа автомобильных бензинов, содержащее датчик температуры пробы бензина, емкостной датчик, включенный в частотно-зависимую цепь автогенератора, подключенного к микропроцессору, снабженному блоком памяти. Микропроцессор соединен с блоком ввода данных, с блоком индикации и с клавиатурой. Устройство содержит мультиплексор, к сигнальным входам которого подключены емкостной датчик и дополнительно введенный датчик температуры окружающей среды, а адресный вход мультиплексора соединен с микропроцессором, выход мультиплексора соединен с входом автогенератора, при этом датчик температуры пробы подключен непосредственно к микропроцессору (см. патент на полезную модель РФ №26134, МПК G 01 N 33/22, G 01 N 27/22).

Недостатком является относительная сложность конструкции.

Задачей данного изобретения является создание мобильного прибора при упрощении конструкции за счет уменьшения количества микросхем, исключения клавиатуры, мультиплексора и датчика измерения температуры окружающей среды.

Технический результат заключается в повышении надежности за счет сокращения количества элементов в приборе и обеспечении стабильности работы при упрощении конструкции.

Поставленная задача решается тем, что прибор для индикации октанового числа автомобильных бензинов, содержащий генератор, к которому подключен емкостной датчик, датчик температуры, микропроцессор, соединенный с индикатором, согласно решению дополнительно содержит диодно-резистивную ячейку, включенную между емкостным датчиком и микропроцессором, при этом микропроцессор содержит встроенные в него аналого-цифровой преобразователь и память, а в качестве генератора выбран генератор прямоугольных импульсов, датчик температуры представляет собой полупроводниковое сопротивление, включенное в цепь питания генератора.

Прибор может содержать разделительный конденсатор, включенный в цепь питания датчика.

В качестве емкостного датчика выбран датчик, в котором электроды разделены опорными элементами, формы границ которых совпадают с формой силовых линий электрического поля.

Изобретение поясняется чертежом, на котором приведена блок-схема устройства, где 1 - генератор прямоугольных импульсов, 2 - емкостной датчик, 3 - резистивно-диодная ячейка, 4 - микропроцессор, 5 - алфавитно-цифровой индикатор, 6 - полупроводниковое термосопротивление

Прибор для индикации октанового числа автомобильных бензинов содержит генератор 1, к которому подключен емкостной датчик 2. В качестве генератора выбран генератор прямоугольных импульсов. Оптимальным вариантом емкостного датчика является датчик, в котором электроды разделены опорными элементами, формы границ которых совпадают с формой силовых линий электрического поля (см. Н.Б.Ковылов, Ю.И.Левин, Ю.П.Шараевский. «Диэлектрические эффекты в физическом эксперименте. //Из-во ГОС УНЦ «Колледж», Саратов, 2000, стр.25). К емкостному датчику 2 подключена диодно-резистивная ячейка 3, соединенная с микропроцессором 4. Микропроцессор должен быть снабжен аналого-цифровым преобразователем и памятью.

Датчик температуры 6 в виде полупроводникового сопротивления включен в цепь питания генератора 1.

Микропроцессор 4 соединен с алфавитно-цифровым индикатором 5.

Прибор содержит разделительный конденсатор, включенный в цепь питания датчика для отделения цепи питания микропроцессора (не показан).

Устройство работает следующим образом. Измеряемый бензин заполняет рабочее пространство емкостного датчика 2. Электрическая емкость датчика 2 принимает значение, определяемое октановым числом бензина. Вырабатываемое генератором напряжение в виде прямоугольных импульсов со скважностью, равной двум, поступает на последовательно соединенные емкость датчика 2 и резистивно-диодную ячейку 3. Возникающий при этом ток переходного процесса преобразуется в ячейке 3 в постоянное напряжение и поступает на вход встроенного в микропроцессор 4 аналого-цифрового преобразователя, где приобретает цифровую форму измеренного напряжения. Встроенная в микропроцессор электронная память хранит в табличном виде зависимость напряжения на резисторе в ячейке 3 от октанового числа бензина с учетом параметров этой ячейки и емкостного датчика. Микропроцессор 4 запрограммирован таким образом, что коды его выходного порта управляют работой алфавитно-цифрового индикатора для получения результата измерения непосредственно в октановых числах.

Поскольку изменение температуры бензина и датчика влияют на показания прибора, предусмотрена коррекция этих показаний с помощью полупроводникового датчика температуры 6, параметры и температурная характеристика которого подбираются к конкретной конструкции прибора.

Принцип работы датчика позволяет выполнить его в нескольких вариантах в зависимости от условий применения. Предлагаемый прибор, в зависимости от компоновки, имеет возможность встраивания непосредственно в бензопровод автомобиля либо его можно погружать в контрольную посуду при операции слива топлива в хранилище автозаправочной станции.

Прибор для индикации октанового числа автомобильных бензинов содержит генератор, к которому подключен емкостной датчик, датчик температуры, микропроцессор, соединенный с индикатором, и диодно-резистивную ячейку. Диодно-резистивная ячейка включена между емкостным датчиком и микропроцессором. Микропроцессор содержит встроенные в него аналого-цифровой преобразователь и память. В качестве генератора выбран генератор прямоугольных импульсов. Датчик температуры представляет собой полупроводниковое сопротивление, включенное в цепь питания генератора. Прибор может содержать разделительный конденсатор, включенный в цепь питания датчика. В качестве емкостного датчика может быть выбран датчик, в котором электроды разделены опорными элементами, формы границ которых совпадают с формой силовых линий электрического поля. Изобретение обеспечивает повышение надежности за счет сокращения количества элементов в приборе и обеспечение стабильности работы при упрощении конструкции. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Прибор для индикации октанового числа автомобильных бензинов, содержащий генератор, к которому подключен емкостной датчик, датчик температуры, микропроцессор, соединенный с индикатором, отличающийся тем, что он дополнительно содержит диодно-резистивную ячейку, включенную между емкостным датчиком и микропроцессором, при этом микропроцессор содержит встроенные в него аналого-цифровой преобразователь и память, а в качестве генератора выбран генератор прямоугольных импульсов, датчик температуры представляет собой полупроводниковое сопротивление, включенное в цепь питания генератора.2. Прибор по п.1, отличающийся тем, что в него введен разделительный конденсатор, включенный в цепь питания датчика.3. Прибор по п.1, отличающийся тем, что в качестве емкостного датчика выбран датчик, в котором электроды разделены опорными элементами, формы границ которых совпадают с формой силовых линий электрического поля.