Система експрес-діагностики якості паливо-мастильих матеріалів

Abstract

Вологість паливо-мастильних матеріалів є одним з визначальних показників їх якості. Присутність вологи в матеріалі впливає на їх фізико-хімічні і електричні властивості. Вода характеризується високою діелектричною проникністю і здатністю легко взаємодіяти з іншими речовинами. Розроблення системи контролю вологості паливо-мастильних матеріалів у процесі експлуатації машини є невід’ємною частиною інформаційно-вимірювальних і керувальних систем сучасної мобільної техніки, і зокрема техніки спеціального призначення. Ємнісні сенсори вологості є розприділеними структурами і у вимірювальних системах параметрами вимірювання є як ємність, так і опір й індуктивність. Для реалізації ємнісного вимірювача з лінійною калібрувальною характеристикою, враховано що вимірювальне середовище є з великими змінними активними втратами, якими є оливи і палива двигунів внутрішнього згоряння. Для компенсування активних втрат застосовано схему з окремим вимірюванням реактивної складової повного опору діелькометричного первинного перетворювача на основі модуляції параметрів вимірювального резонансного контуру. Параметри такої схеми обирано так, щоб при вимкненій модуляційній ємності повна провідність схеми мала індуктивний характер. За міру якості перетворення вимірювальної схеми сенсора прийнято диференціальну чутливість, яка характеризує відношення відносних приростів вихідного (повної провідності) й вхідного (реактивної провідності) параметрів. Розроблений автоматичний одночастотний вимірювач з ємнісним сенсором, виконаним у вигляді електродів розсіяного поля, покритих шаром ізоляції, в якому використано метод модуляції параметрів вимірювального резонансного контуру. Для перевірки теоретичних досліджень проведений повний факторний експеримент на трьох рівнях при двох факторах – вологості досліджуваного середовища і частота напруги живлення вимірювального контуру. Працездатність вимірювальної схеми ємнісного перетворювача зберігається у всьому діапазоні вимірювань, якщо добротність ємнісного вимірювального перетворювача в матеріалі більша одиниці.

Влажность топливо-смазочных материалов есть определяющим показателем его качества. Наличие влажности в материалах влияет на их физико-химические и электрические свойства. Вода характеризуется высокой диэлектрической проницаемостью и способностью легко взаимодействовать с веществами. Разработка система контроля влажности топливо-смазочных материалов в процессе эксплуатации машины есть частью информационно-измерительных и управляющих систем современной мобильной техники, и в частности техники специального назначения. Емкостные датчики влажности есть распределенными структурами и в измерительных системах параметрами измерения есть как емкость, а также сопротивление и индуктивность. Для реализации емкостного измерителя с линейной калибровочной характеристикой, учтено что измерительная среда имеет большие переменные активные потери, такой средой есть масло и топливо для двигателей внутреннего сгорания. Для компенсации активных потерь применена схема с отдельным измерением реактивной составляющей полного сопротивления диэлькометрического датчика путем модуляции параметров измерительного резонансного контура. Параметры такой схемы подобраны таким образом, чтоб при отрицательной модуляционной емкости полная проводимость схемы имела индуктивный характер. Параметром качестве преобразования измерительной схемы датчика принято дифференциальную чувствительность, как отношение относительных приростов выходного (полная проводимость) и входного (реактивная проводимость) параметров. Разработан автоматический одночастотный измеритель с емкостным датчиком, выполненный в виде электродов рассеянного поля, с шаром изоляции, с использованием метода модуляции параметров измерительного резонансного контура. Для проверки теоретических исследований проведен полный факторный эксперимент на трех уровнях при двух факторах – влажность исследованной среды и частота напряжения питания измерительного контура. Роботоспособность измерительной схемы емкостного преобразователя сохраняется на всем диапазоне измерений, если добротность емкостного измерительного преобразователя в материале больше единицы.

Humidity of fuels and lubricants is one of the determining indicators of their quality. The presence of moisture in the material affects their physicochemical and electrical properties. Water is characterized by high dielectric constant and the ability to easily interact with other substances. The development of a humidity control system for fuels and lubricants during the operation of the machine is an integral part of the information-measuring and control systems of modern mobile equipment, and in particular special purpose vehicles. Capacitive humidity sensors are distributed structures and in measuring systems the measurement parameters are both capacitance and resistance and inductance. To implement a capacitive meter with a linear graded characteristic, it is taken into account that the measuring medium is with large variable active losses, which are oils and fuels of internal combustion engines. To compensate for the active losses, a circuit with a separate measurement of the reactive component of the impedance of the dielectric primary transducer based on the modulation of the parameters of the measuring resonant contour is used. The parameters of such a circuit are chosen so that when the modulation capacitor is disconnected, the full conductivity of the circuit had an inductive nature. The quality of the transformation of the measuring circuit of the sensor is adopted by the differential sensitivity, which characterizes the ratio of the relative increments of the output (full conductivity) and input (reactive conductivity) parameters. An automatic single-frequency meter with a capacitive sensor made in the form of electrodes scattered field electrodes covered with an insulation layer has been developed, in which the method of modulation of the parameters of the measuring resonant circuit is used. To verify the theoretical studies, a complete factorial experiment was performed at three levels with two factors - the humidity of the test medium and the frequency of the supply voltage of the measuring contour. The efficiency of the measuring circuit of the capacitive transducer is maintained in the entire range of measurements, if the quality factor of the capacitive measuring transducer in the material is greater than one.