Устройство для определения отклонений от известной плотности жидкости Советский патент 1990 года по МПК G01N9/10 

Изобретение относится к области контроля физических параметров жидкостей и может быть использовано в технике контроля работоспособности моторных масел, применяемых в двигателях внутреннего сгорания, и для экспресс-контроля пригодности масла к дальнейшему применению по параметру его загрязненности.

Цель изобретения - упрощение определения и повышение надежности устройства .

На фиг,1 показан датчик, вертикальный разрез; на фиг.2 - схема, поясняющая расчет основного уравнения плавучести для случая расположения метацентра выше центра тяжести; на

фиг.З - то же, для случая расположения метацентра ниже центра тяжести.

Датчик представляет собой тело 1 вращения, разделенное кольцевым углублением 2 на верхнюю 3 и нижнюю части Ц и снабженное полостью 5.

Работа датчика осуществляется следующим образом. I

Масло из смазочной системы двигателя отбирается в небольшую открытую емкость, после чего в масло помещается датчик. Если загрязненность работавшего масла не достигла предельно допустимого уровня, то датчик, обладающий положительной плавучестью, находится в масле с центральной осью

сд

4 00

в вертикальном положении. В случае, если загрязненность масла достигла или превзошла предельно допустимое значение, то благодаря его возросшей плотности датчик несколько всплывает. Это приводит к тому, что резко уменьшается радиус окружности, описывающей площадь плавления (сечение, совпадающее с поверхностью масла). Соответственно уменьшается момент инерции площади плавания, что приводит к потере начальной остойчивости, и датчик принимает новое положение (значительно отклоняется от вертикали), которое сигнализирует о непригодности масла к дальнейшей эксплуатации по причине его повышенной загрязненности. Визуальная индикация одного из двух возможных положений датчика не представ- ляет никаких трудностей.

Работа датчика основана на законах изменения посадки и начальной остойчивости плавающего тела при изменении 25 Q можно пренебречь, но соответствуюплотности жидкости, в которое оно

погружено.

Условия, определяющие положение плавающего тела, описываются урсэвне- нием плавучести (закон Архимеда)

30

А If Vn m p , (1) подъемная сила (сила поддержания или плавучести); объем погруженной части тела-, удельный вес жидкости; 35 масса тела.

i,

и уравнением остойчивости

h0 г + - Zcj, (2) где h0 - метацентрическая высота;

координата центра величины;- 40 координата центра тяжести тела; г - метацентрический радиус

где А Vn $

га zc - Zf

щее значение I, уменьшается пропорционально четвертой степени диаметра. Новому значению г соответствует новое положение метацентра М,, а так как условие (2) остойчивости не выполняется, то поплавок принимает новое положение ЈГ -& .

Формула изобретения

Устройство для определения отклонений от известной плотности жидкости, содержащее датчик - тело с положительной плавучестью, отличающееся тем, что, с целью упрощения определения и повышения его надежности, в верхней части датчика над центром тяжести выполнено симметричное углубление, момент инерции сечения которого меньше момента инерции сечения тела датчика.

r v;

Q

где I - момент инерции площади плавления, ограниченной ватерлинией

iTdH / v I -jg (для круга) .

Таким образом, при сохранении положительной плавучести для сохранения остойчивости плавающего тела необходимо, чтобы метацентр М находился выше центра тяжести плавающего тела, т.е. чтобы выполнялось условие , как это показано; на фиг.2.

При начальной плотности масла, равной р0, соответствующая ватерлиния располагается по а-а. По мере загрязнения масла и увеличения плотности до значения .pj датчик всплывает, и согласно основному уравнению плавучести ватерлиния располагается по ЈГ- Ј (фиг„3) . При этом площадь плавания ограничивается окружностью с диаметром Так как Vn изменяется незначительно, изменением координаты

щее значение I, уменьшается пропорционально четвертой степени диаметра. Новому значению г соответствует новое положение метацентра М,, а так как условие (2) остойчивости не выполняется, то поплавок принимает новое положение ЈГ -& .

Формула изобретения

Устройство для определения отклонений от известной плотности жидкости, содержащее датчик - тело с положительной плавучестью, отличающееся тем, что, с целью упрощения определения и повышения его надежности, в верхней части датчика над центром тяжести выполнено симметричное углубление, момент инерции сечения которого меньше момента инерции сечения тела датчика.

15 18707

Изобретение относится к области контроля физических параметров жидкостей, в частности к устройствам для определения отклонений от известной плотности жидкости. Цель изобретения - упрощение определения и повышение надежности. Датчик плотности, представляющий собой тело с положительной плавучестью, помещенный в контролируемую жидкость, несколько всплывает при увеличении плотности жидкости. Так как это приводит к уменьшению момента сечения плавания и потере начальной остойчивости, то датчик отклоняется от вертикали. Это достигается тем, что в верхней части датчика над центром тяжести выполнено симметричное углубление, момент инерции сечения которого меньше момента инерции сечения тела датчика. 3 ил.