流体状态监测器制造技术

本发明专利技术是一种小型设备和在工作设备中以有效方式直接监测工作流体状态和液面高度的方法。提供一种包括多个液体传感器和多个蒸汽传感器的传感器装置，在不同温度下互相结合使用时，可以全面评价流体的氧化降级，液体污染和固体污染以检测流体使用寿命的终结。通过在相同传感器装置上提供液体传感器和蒸汽传感器，本发明专利技术能够以小型、有效和经济可行的方式监测流体的状态以及在其他元件损坏和最终设备失效之前检测非正常的工作状态。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般涉及流体，具体涉及一种设备和评价操作设备正确运行所要求的有机流体状态的方法。流体状态的评价是基于基本原料的氧化降级程度，添加剂的耗减程度，液体和固体污染物水平，和在操作设备中影响流体完成其功能能力的其他参数。
技术介绍
流体，例如，汽油或柴油，往往用于润滑和冷却工作设备的元件以及去除从活动表面产生的颗粒。在正常工作设备中循环的流体经受热应力和氧化应力以及各种污染，它们缓慢地改变流体的状态，即，缩短流体的使用寿命。为了保证不良状态的流体不损坏设备，基于运行时间，里程数，或其他的工作参数，定期地更换流体。由于不是相同类型的所有设备以同样速率改变工作流体的状态，定期更换是保守的办法以确保没有使用超过其使用寿命的循环流体，不管具体设备的工作状态。有时，磨损或损坏的元件以及外力或污染物造成设备运行不正常，从而导致循环流体的加速氧化和/或污染。若不检测形成的流体状态恶化，则在流体使用寿命结束之后导致其他元件损坏或可能的设备失效。所以，应当定期进行流体的全面分析以监测流体的状态，为的是确保在它的使用寿命结束之前更换流体和检测非正常运行的设备以防止其他元件的损坏或设备失效。然而，对于大多数运行的设备，由于设备的偏远位置，设备设计，缺乏维护人员和/或运行汽油分析程序的成本，频繁的流体取样是不切实际的。此外，一些非正常的运行状态，例如，内部元件着火或密封破裂，要求立刻进行检测以避免设备失效，而不管定期取样多么频繁，仍不能成功地监测到这些非正常运行状态。因此，在技术上需要一种有效的方法，可以连续地监测流体的状态以确定正常或非正常运行设备合适的流体更换日程以及在其他元件损坏或设备失效之前检测到非正常状态。本专利技术可以满足这种需要，其中通过测量若干个流体参数，提供一种监测流体状态的方法和设备。本专利技术利用多个传感器测量不同温度下和在不同的流体处理之后流体的蒸汽和液体性质。根据这些测量结果，我们可以确定流体的状态。
技术实现思路
按照本专利技术的一个实施例，提供一种监测流体状态的传感器装置，包括一个部件；多个液体传感器，用于测量与部件耦合的流体液体参数；和多个蒸汽传感器，用于测量与部件耦合的流体蒸汽参数，其中多个液体传感器与多个蒸汽传感器之间隔开一段距离，使多个蒸汽传感器不接触液体。按照本专利技术的一个实施例，提供一种监测流体状态的传感器装置，包括一个部件；多个液体传感器，用于测量与部件耦合的流体液体参数；多个蒸汽传感器，用于测量与部件耦合的流体蒸汽参数，其中多个液体传感器与多个蒸汽传感器之间隔开一段距离，使多个蒸汽传感器不接触液体，而显示系统耦合到与液体传感器相对的部件末端。按照本专利技术的另一个实施例，提供一种监测流体状态的方法，包括以下步骤在部件上形成有多个液体传感器和多个蒸汽传感器的传感器装置；把该部件放入流体中，使多个液体传感器浸入流体，而多个蒸汽传感器不与流体接触；至少测量流体的一个参数；在不同的温度下分析流体的测量结果；和确定流体的状态。附图说明在结合以下的附图阅读时，可以更好地理解以下对本专利技术优选实施例的详细描述，其中相同的结构是用相同的参考数字表示，且其中图1是按照本专利技术一个实施例有多个蒸汽传感器和多个液体传感器的传感器装置示意图。图2是按照本专利技术另一个实施例有多个蒸汽传感器和多个液体传感器的传感器装置示意图。图3是按照本专利技术一个实施例传感器装置的电子线路流程图。图4是按照本专利技术的液体传感器输出与温度关系的曲线图。图5是按照本专利技术的蒸汽传感器输出与温度关系的曲线图。图6是按照本专利技术另一个实施例中多个液体传感器的示意图。图7是利用本专利技术一个实施例测量粘度的示意图。具体实施例方式参照图1，本专利技术是包括多个液体传感器20和多个蒸汽传感器30的传感器装置10，在互相结合使用时，可以监测流体的状态以便对流体进行全面的评价。在相同的传感器装置10上制成液体传感器20和蒸汽传感器30，本专利技术可以利用小型、有效、和经济可行的方式借助于联机和/或机载传感器装置直接监测工作设备内部的流体状态。传感器装置适合于测量液面高度，粘度，温度，导电率，电化学活度，水污染，磨损金属，烟灰堆积，冷却剂污染，液面高度，以及它们的组合。此外，传感器装置10可以延长被监测设备的流体取样时间间隔。此外，传感器装置10可以延长不同设备的流体更换时间间隔，确保在过度使用下不超过流体的使用寿命。而且，传感器装置10可以提高设备操作员在早期检测到非正常运行设备的能力。传感器20和30耦合到有第一部件末端12a和第二部件末端12b的部件12。在一个实施例中，部件12是由匹配周围元件成分的导电材料制成，例如，铸铁，不锈钢，铝或任何其他合适的金属。部件12也可以由非导电材料制成，例如，用于电路板的四氟乙烯，高密度聚乙烯，聚酰亚胺聚合物，在被监测设备的工作温度下具有尺寸和化学稳定性的任何其他塑料或复合材料，以及它们的组合。部件12的尺寸适合于有流体容器的发动机或其他工作设备中所用的常规测量尺端口，用于检查工作流体的液面高度，例如，汽油。部件12可以是常规的测量尺。基于被监测设备的退化/污染机构，可以预选传感器装置10使用的传感器数量和类型。传感器20和30是以这样的方式安排在部件12上，使多个液体传感器20可以完全地浸入流体11中，而多个蒸汽传感器30不与流体接触。所以，蒸汽传感器30仅测量流体的蒸汽部分参数。液体传感器20测量流体的温度和电气性质。在一个实施例中，利用U.S.Patent No.5,933,016和5,071,527分别公开的单个电极导电率方法和三角形波形伏安测量方法测量电气性质，全文合并在此供参考。其他测量的电气性质还可以包括电容量，介电常数等。如图2所示，液体传感器20可以是非导电基片29上形成传感器阵列28的导线表面27和/或可以是一系列导线棒22，23，24，和26。在一个实施例中，绝缘片14放置在液体传感器20与暴露到流体的导线棒部分之间。在一个实施例中，导线棒22，23，24，和26的间距约为0.1mm与100mm之间，更具体地说，它们的间距约为1mm。在一个实施例中，传感器阵列28包括间距约为0.001mm与1mm之间的传感器，更具体地说，它们的间距约为0.075mm。液体传感器20可以由任何合适的抗腐蚀导电材料制成。合适的材料包括，但不限于，玻璃化炭黑，铂，金，铜，铜合金，镍合金，不锈钢，以及它们的组合。在一个实施例中，蒸汽传感器30是由镍或316不锈钢制成。绝缘片14和非导电基片29可以是用于电路板的四氟乙烯，高密度聚乙烯，聚酰亚胺聚合物，氧化铝，和在工作设备流体环境下具有尺寸和化学稳定的任何其他非导电材料，以及它们的组合。参照图2，多个蒸汽传感器30仅仅接触流体蒸汽，它们对于流体氧化和/或凝结水滴很敏感。流体氧化或水滴31通常是在设备停止运转之后形成的，例如，发动机，因为复合物是从热流体凝结到传感器装置10的较冷部分上，例如，第一部件末端12a。在发动机运转时可以形成流体氧化或凝结水滴31；在这种情况下，蒸汽传感器30与液体传感器20同时工作。所以，当发动机停止运转或在流体变得足够热时，氧化产物和/或水蒸发，然后凝结到传感器装置10的较冷部分上，形成凝结水滴31并粘附到蒸汽传感器30。于是，蒸汽传感器30测量蒸汽参数。类似本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种监测流体状态的传感器装置，包括：一个部件；多个液体传感器，至少包括测量流体液体参数的两个导线棒，所述至少两个导线棒与所述部件耦合，使所述至少两个导线棒可以浸入到不同深度的液体；和多个蒸汽传感器，用于测量与所述部件 耦合的蒸汽参数，其中所述多个液体传感器与所述多个蒸汽传感器之间隔开一段距离，使所述多个蒸汽传感器不接触液体。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗博特E考夫曼，詹姆斯D沃夫，
申请(专利权)人：代顿大学，
类型：发明
国别省市：US[美国]