Способ контроля состояния смазочных материалов и рабочих жидкостей гидросистем

 

Использование: в измерительной технике, в частности в процессе диагностирования состояния жидкостей, например в способах определения состояния и момента замены смазочных материалов и рабочих жидкостей гидросистем, применяемых в механизмах и машинах. Сущность изобретения: для повышения достоверности и точности определения состояния и работоспособности смазочных материалов и рабочих жидкостей гидросистем способ предусматривает учет всех основных факторов (показателей), характеризующих качество и состояние масел. Работоспособность последних оценивается комплексным показателем по ф-ле: где d₁...d_m - нормированные показатели состояния; m - число учитываемых факторов. 2 ил.

Изобретение относится к контролю состояния жидкостей, в частности к способам определения состояния и момента замены смазочных материалов и рабочих жидкостей гидросистем, используемых в механизмах и машинах.

Известен способ определения срока службы рабочих жидкостей (РЖ) гидросистем, заключающийся в определении разности температур РЖ на входе и выходе ее в наиболее напряженном узле трения, о сроке службы судят по превышению указанной разности температур в процессе работы на 30-40% Известен способ определения работоспособности смазочных материалов и рабочих жидкостей гидросистем, заключающийся в определении оптической плотности пробы масла до и после центрифугирования.

Недостатком таких способов является невысокая достоверность контроля, поскольку анализ состояния смазочных материалов и рабочих жидкостей гидросистем производится по отдельному физическому параметру.

В реальных условиях эксплуатации машин и механизмов контроль за состоянием смазочных материалов и систем необходимо осуществлять по совокупности различных физических параметров (степени загрязненности, вязкости, содержанию воды, кислотному показателю и др.).

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ контроля состояния жидкостей, заключающийся в преобразовании физических параметров контролируемой среды m датчиками в сигналы X_i (i=1,m) и их регистрации, по полученным сигналам X_i судят о состоянии контролируемой среды.

Этот способ характеризуется недостаточным быстродействием и достоверностью контроля, поскольку анализ состояния среды производится по показаниям (сигналам) отдельных датчиков, которые формируют независимые сигналы X_i (i 1,m), по каждому из которых осуществляется контроль изменения того или иного физического параметра. Процесс формирования результирующей оценки состояния контролируемой среды по отдельным сигналам с различных датчиков в известном техническом решении требует значительного времени и затруднителен. Преобразуемые физические параметры контролируемой среды имеют различную природу, различные единицы измерения и различный диапазон изменения величин, поэтому результирующая оценка состояния среды осуществляется с недостаточной достоверностью.

Целью изобретения является повышение быстродействия и достоверности контроля.

На фиг. 1 показано изменение физических параметров (загрязненности 3, вязкости V, содержания воды W, плотности ρ и кислотного числа КЧ), а также соответствующих им нормированных сигналов d₁-d₅ в зависимости от времени Т; на фиг.2 структурная схема устройства, реализующего предлагаемый способ.

Устройство содержит датчики 1 физических параметров контролируемой среды 2, блок 3 преобразователей и формирователей сигнала, блок 4 нормирования, блок 5 вычислений, блок 6 постоянной памяти, блок 7 синхронизации и управления, блок 8 регистрации и носитель 9 информации.

Предлагаемый способ включает следующую последовательность операций: преобразование физических параметров контролируемой среды датчиками в сигналы X_i (i 1,m) (1); формирование m нормированных сигналов d_i физических параметров в соответствии с выражением (1); формирование функционального сигнала D в соответствии с выражением (2): D ; регистрация уровня сигнала D и принятие решения о состоянии контролируемой среды по значению сигнала D.

Состояние и работоспособность масел, используемых в качестве рабочих жидкостей гидросистем, определяется комплексом показателей: кинематическая вязкость V, загрязненность 3, содержание воды W, кислотное число КЧ. При этом значения Х_maxi и X_mini, определяющие диапазон изменения каждого физического параметра среды, являются известными и постоянными величинами и хранятся в постоянной памяти устройства, реализующего способ.

Коэффициент пропорциональности К_i определяется чувствительностью датчика соответствующего физического параметры среды, а также коэффициентом усиления сигнала в блоке 3 преобразователей и формирователей сигналов.

Для оценки влияния совокупности физических параметров на состояние рабочей жидкости используется выражение (2) с предварительным нормированием сигналов X_i с датчиков (фиг.1). Процедура нормирования заключается в преобразовании сигналов X_i всех датчиков таким образом, чтобы значения их уровней укладывалось в интервалы [0, 1] При нормировании осуществляется линейное преобразование координат факторного пространства с переносом начала координат в нулевую точку и выбором масштабов по осям в соответствующих единицах.

Для этого реализуется преобразование сигналов в соответствии с выражением (1). На фиг. 1 показано, что после процедуры нормирования максимальное значение нормированных сигналов d_maxi 1, а минимальное значение d_mini 0.

После операции нормирования сигналов осуществляется операция формирования функционального сигнала D в соответствии с выражением (2). Уровень функционального сигнала D определяется значениями нормированных сигналов всех контролируемых параметров среды.

Заключительными операциями предлагаемого способа являются регистрация уровня сигнала D и принятие решения о состоянии рабочей жидкости.

Предельное значение уровня функционального сигнала D, при котором рабочая жидкость гидросистем считается неработоспособной и подлежит замене, определяется из условия минимума риска принятия ошибочного решения: или при достижении предельного значения одним из сигналов X_i, или при значении уровня сигнала D менее 0,5.

Устройство (фиг.2), реализующее предлагаемый способ, работает следующим образом.

Датчики 1, предназначенные для изменения физических параметров, конструктивно могут быть расположены на одном измерительном пробнике (не показано), который погружается в контролируемую среду 2 (рабочую жидкость). Датчики 1 могут быть реализованы на различных физических принципах в зависимости от измеряемого физического параметра среды (оптико-электронной, емкостной, электромагнитный, химический и др.). Датчики 1 подключены к входам блока 3 преобразователей и формирователей сигналов, который преобразует, усиливает и формирует на своих выходах сигналы Х_i, которые пропорциональны измеряемому физическому параметру и являются материальными носителями информации.

Сигналы Х_i поступают на один из входов блока 4 нормирования, на другие входы которого из блока 6 постоянной памяти поступают константы X_maxi, X_mimi и управляющие сигналы из блока 7 синхронизации и управления.

Блок 4 нормирования осуществляет нормализацию сигналов в соответствии с выражением (1) и формирует на своих выходах нормализованные сигналы d_i, поступающие на один из входов блока 5 вычислений, в которой осуществляются операции перемножения и вычисления корня m-й степени согласно выражению (2). На другие входы блока 5 из блока 6 постоянной памяти поступают константы, необходимые для вычислений, и управляющие сигналы из блока 7 синхронизации и управления.

На выходе блока 5 формируется функциональный сигнал D, содержащий информацию о совокупности всех измеряемых физических параметров среды, по которому можно судить о состоянии контролируемой среды, смазочных масел и рабочих жидкостей гидросистем.

Полученный сигнал D, преобразованный в необходимую форму, поступает в блок 8 регистрации, где он записывается (распечатывается) на носитель информации, например на бумажную ленту или выводится на экран дисплея.

Формула изобретения

СПОСОБ КОНТРОЛЯ СОСТОЯНИЯ СМАЗОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ И РАБОЧИХ ЖИДКОСТЕЙ ГИДРОСИСТЕМ, заключающийся в преобразовании степени загрязненности, кинематической вязкости, содержания воды и степени кислотности контролируемой среды в соответствующие информационные сигналы с последующей их регистрацией, отличающийся тем, что дополнительно в процессе преобразования каждого информационного сигнала X(i), где i = 1, ..., m - номер преобразуемого параметра контролируемой среды, выделяют их экстремальные значения, по которым определяют диапазон информационных сигналов, который используют при определении нормированных информационных сигналов f(i), из полученных нормированных сигналов d(i) формируют функциональный сигнал D в соответствии с выражением по которому судят о состоянии контролируемой среды

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2