Устройство для определения содержания элементов износа в смазочных маслах Советский патент 1982 года по МПК G01N27/90 

() УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ ИЗНОСА В СМАЗОЧНЫХ МАСЛАХ

Изобретение относится к контроль МО-измерительной технике и может быть использовано для измерения содержания элементов износа в смазочном масле двигателей внутреннего сгорания, что находит применение при диагностике технического состояния машин и механизмов ,работающих в жидкой смазке, кроме того, устройство может найти применение для определения металлических включений в твердых неэлектропроводящих средах.(например, в пластмассе) .

Известно вихретоковое устройство для неразрушающего контроля, содержащее рабочий преобразователь, подключенный к нему генератор тока, измерительную цепь, вход которой соединен с рабочим преобразователем, и включающую последовательно соединенные компенсатор, усилитель, детектор и фазовый индикатор, и опорную цепь, включающую последовательно соединенные компенсатор, усилитель, фазовращатель и усилитель-стабилизатор, компенсационный преобразователь, индикатор напряжения , причем каждый из преобразователей выполнен в виде токовой обмотки 1 .

Недостаток известного устройствадрейф нуля, обусловленный изменением параметров возбуждающей обмотки, нитопровода и питающей сети, что снижает чувствительность и точность измерения.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является вихретоковое устройство для определения содержания ферромагнитных частиц в неэлектропроводящих средах, содержащее фазовращатель и последовательно соединенные генератор, преобразователь, блок обработки информации и регистратор, причем преобразователь выполнен трансформаторным, с ф-образным магнитопроводом, в боковых стержнях которого имеются прорези для рсэсположения в них исследуемой и эталонной сред, на централь ном стержне магнитопровода расположена возбуждающая обмоткаj .на одHoti из боковых стержней измерительная обмоткаf а на другом - эта-. лонная и компенсационная обмотки 2 Недостаток известного устройства заключается в том, что оно позволяет определять содержание только ферромагнитных элементов износа, в то время как смазочные (например, карте ные) масла содержат одновременно эле менты износа цинка, алюминия, кремния, фосфора и др., определение содержания которых позволяет более точно установить изношенный узеп. Кроме того, наличие компенсационной обмотки приводит к снижению точности измерения за счет явления взаимоиндуктивности в эталонной и компенсационной обмотках. Цель изобретения - расширение фун кциональных возможностей устройства и повышение точности измерения. Поставленная цель достигается тем, что устройство, включающее гене ратор синусоидальных колебаний, прео разователь, соединенный с генератором, фазовращатель и блок обработки информации, последовательно соединенный с регистратором, причем преобразователь выполнен трансформаторнь к с ф-образным магнитопроводом, в боковых стержнях которого выполнены прорези.для расположения в них иссле дуемой и эталонной сред, на централь ном стержне магнитопровода расположена возбуждающая обмотка, на одном из боковых стержней - эталонная, .а на другом - измерительная, дополнительно снабжено второй измерительной обмоткой с числом витков в -6 раз больше числа витков первой измерительной обмотки и двумя усилителями, при этом измерительные обмотки соединены с первыми входами усили телей, а эталонная обмотка соединена с входом фазовращателя, вторые входы усилителей соединены с выходами Фазовращателя,- а выходы усилителей соединены с входами блока обработки информации. На фиг. 1 приведена блок-схема устройства; на фиг. 2 - преобразователь, продольный разрез; на фиг.Зэлектрическая схема включения обмоток. Устройство содержит последователь но соединенные генераторы 1 гармонических колебаний, в качестве которых может быть использован серийный генератор синусоидальных колебаний типа ГЗ-33, трансформаторный преобразователь 2, фазовращатель 3, выполненный в виде совмещенной фазоадвигающей цепи а усилителем, два дифференциальных-усилителя и 5, блок 6 обработки информации, включающий, например, оконечный усилитель и прецизионный выпрямитель и регистратор 7, снабженный стрелочным индикатором. Преобразователь 2 (фиг. 2) выполнен трансформаторным с ф-образным магнитопроводом 8 из пермаллоя 75НМ, на центральном стержне магнитопровоеода расположена первичная возбуждающая обмотка 9, с экраном 10, на боковых стержнях - вторичная обмотка, разделенная на эталонную и две измерительные, которые, в свою очередь, разделены на секции. При этом на одном из боковых стержней находится эталонная обмотка, состоящая из секций 11 и 12 с экранами 13 и , расположенных по обеим сторонам от эталонной прорези, на другом боковом стержне находятся секции 15 и 16 первой измерительной обмотки с экранами 17 и 18и второй измерительной обмотки 19и 20 с экранами 21 и 22, расположенные по обеим сторонам от рабочей прорези. При этом секции второй измерительной обмотки установлены на секциях первой е промежуточными экранами. Обмотки трансформаторного преобразователя 2, как показано на фиг.З соединены следующим образом : секции 11 и 12; 15 и 16; 19 и 20 эталонной и измерительных обмоток соединены между собой последовательно согласно, причем вывод первой измерительной обмотки соединен с входом усилителя А, вывод второй измерительной обмотки - с входом усилителя 5 а вывод эталонной обмотки - с входом фазовращателя 3, выходы которого соединены со вторыми входами усилителей 4 и 5. Таким образом, измерительные обмотки и эталонная обмотка соединены встречно в усилителях, так что наводимые в них ЭДС имеют противоположную фазу. Кроме того, в измерительные цепи включены резисторы 23 и 2k для регулирования напряжения по величине. 5S Вторая измерительная обмотка, которая предназначена для измерения суммарного содержания ферромагнитных и неферромагнитных -элементов из носа, выполнена с числом витков в 4-6 раз больше числа витков первой измерительной обмотки, так как определение неферромагнитных элементов износа требует более высокого напряжения наводящего тока ввиду того, что они обладают меньшей магнитной восприимчивостью, чем ферромагнитные. Однако увеличение напряжения в обмотках приводит наряду с увеличением чувствительности устройства к увеличению токов раскомпенсации, что снижает точность измерения. Поэтому увеличение числа витков второй измерительной обмотки больше указанного предела не обеспечивает достижение поставленной цели. Устройство работает следующим образом. Напряжение от генератора 1 подается на обмотку 9 преобразователя 2. Перед измерением производят установ ку индикаторного прибора регистратора 7 на нуль следующим образом; в эталонный и рабочий зазоры помещают эталонную среду (чистое смазочное ма .ло); подбирают величину и фазу напря жения на выходах фазовращателя 3 рав ным величине и фазе напряжения неком пенсации, которое возникает вследствие неэквивалентности изготовления обмоток. При этом резисторами 23 и 2 устанавливают.такие коэффициенты передачи, для которых сигнал на выходе усилителей 4 и 5 будет минималь ным. Затем в рабочий зазор помещают исследуемую среду (смазочное масло с элементами износа), что вызывает изменение амплитуды и фазы на выводах измерительных обмоток 15 и 16, 19 и 20, Напряжение на выводах эталонной обмотки 11 и 12 остается неизменным. Сигналы с выходов фазовращателя 3 и с измерительных обмоток 15 и 16 и 19 и 20 суммируются в усилителях и 5 и полезные сигналы, пропорциональные содержанию ферромагнитных элемен тов износа и суммарному содержанию ферромагнитных и неферромагнитных элементов износа (например, цинка, алюминия и т.д.), поступают на блок 6 обр-аботки, где усиливаются, выпрямляются и затем фиксируются стрелочным индикатором 7. O Таким образом, установка в устройстве второй измерительной обмотки, число витков которой в k-6 раз превышает число витков первой измерительной обмотки, позволяет изяерять количество ферромагнитных и неферромагнитных элементоб износа, что обеспечивает контроль износа не только стальных деталей, но и деталей из цветных металлов, при диагностике технического состояния редукторов, двигателей внутреннего сгорания и т.д. Подключение фазовращатели к эталонной обмотке и включение усилителей в измерительную схему позволяет устранить токи раскомпенсации, что обеспечивает повышение точности измерения по сравнению с прототипом. Формула изобретения Устройство для определения содержания элементов износа в смазочных маслах, включающее генератор, преобразователь, подключенный к генератору, фазовращатель и блок обработки информации, последовательно соединенный с регистратором, причем преобразователь выполнен трансформатор ) с ф-образным магнитопроводом, в боковых стержнях которого имеются прорези, на центральном стержне магнитопровода расположена возбуждающая обмотка, на одном из боковых стержней измерительная обмотка, а на другомэталонная, отличающееся тем, что, с целью расширения его функциональных возможностей и повышения точности измерения, оно снабжено второй измерительной обмоткой с числом витков в -6 раз больше числа витков первой измерительной обмотки и двумя усилителями, при этом измерительные обмотки соединены f первыми входами усилителей,а эталонная обмотка соединена с входом фазовращателя, вторые входы усилителей соединены с выходами фазовращателя, а выходы усилителей соединены с входами блока обработки информации. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 59687, кл. G 01 N 27/90, 197. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2б03817, кл, G 01N 27/90, 1978.

u г