METHOD AND APPARATUS FOR DETERMINING THE BOILING POINT OF HYGROSCOPIC LIQUIDS

Abstract: 1. Method of determining the boiling point of hygroscopic liquids preferably for hydraulically operated installations such as brakes and clutches where a probe (3) consisting of a heater (3') and a temperature sensor (3") is completely immersed, during the entire measuring time, in the liquid whose boiling point is to be determined, the heater (3') being electrically energized in such a way that the liquid around the heater (3') evaporates and the gas bubbles evolving rise along the heater (3'), and the constant temperature of the heater (3') resulting from the formation of the gas bubbles is measured by the temperature sensor (3") and serves as a measure for the boiling point of the liquid.

Description: Verfahren und Vorrichtunq zum Ermitteln der Siedetemperatur von hygroskopischen Flüssigkeiten Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ermitteln der Siedetemperatur von hycrroskopischen Flüssigkeiten, vorzugsweise für hydraulisch betätiote Einrichtungen, wie Bremsen, Kupplungen u. ä. Aus der EP-Anm. 81 100 334.2 ist ein Verfahren zur Bestimmung des Siedepunktes von Bremsflüssigkeit durch Erhitzen bis zum Siedepunkt bekannt, bei dem die Bremsflüssigkeit von einem Heizelement erhitzt wird, die Temperatur und die zeitliche Temperaturänderung des Heizelements gemessen werden und bei einer Änderung der zeitlichen Temperaturänderung die gerade erreichte Temperatur registriert wird und als Mass für den Siedepunkt der Bremsflüssigkeit dient. Die entsprechende Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens besteht aus einer in die Bremsflüssigkeit getauchten Messsonde, die einen Hohlraum aufweist, in dessen oberen luft- und oasdichten Bereich ein Heizelement und ein Temperaturfühler angeordnet sind, und die von dem Temperaturfühler ermittelten Werte einer Anzeige- und Auswerteelektronik zugeführt werden, wobei der untere Bereich des Hohlraums mit mindestens einer Öffnung zum Eindringen der Bremsflüssigkeit versehen ist. Nachteilig bei diesem Verfahren und der entsprechenden Vorrichtung ist die relativ aufwendige und messtechnisch nicht einfach zu ermittelnde zeitliche Temperaturänderung. Dazu muss nämlich während des Messvorgangs laufend die Temperatur änderung des Heizelements erfasst werden und mit dem jeweils vorhergehenden Wert vergleichen werden, damit die sich bei Bildung von Dampfblasen veränderte Steigung der Temperaturverlaufskurve festgestellt wird. Nachteilig an der entsprechenden Vorrichtung ist die Tatsache, dass die Messsonde mit einem Hohlraum versehen sein muss, der eine absperrbare Entlüftungseinrichtung aufweist. Im Betrieb kann nicht immer sichergestellt sein, dass beim Eintauchen der Messsonde in die Flüssigkeit der Hohlraum auch ausreichend entlüftet wurde. Ausserdem besteht die Gefahr, dass nach dem Messvorgang Restflüssigkeit im Hohlraum verbleibt, die dann, wenn anschliessend eine andere Flüssigkeit gemessen wird, in die neu zu messende Flüssigkeit gelangt und dadurch zu einem Verfälschen des Messergebnisses führt, ebenso wie es zur Verunreinigung brauchbarer Flüssigkeiten durch nichtbrauchbare Flüssigkeit kommen kann. Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ermittlung der Siedetemperaut von hygroskopischen Flüssigkeiten aufzuzeigen, welches sowohl in der Anwendung als auch im konstruktiven Aufbau einfach und betriebssicher ist und die vorgenannten Nachteile vermeidet. Die Lösung der Aufgabe ist aus dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 bzw. Anspruchs 3 zu entnehmen. Weitere vorteilhafte Ausführungen enthalten die Unteransprüche. Durch das erfindungsgemässe Verfahren und die Vorrichtung ist es nun möglich, die Ermittlung des Siedepunktes der Flüssigkeit sowohl von der Bedienungs- als auch von der Auswertungsseite her und von der Ausgestaltung der Messsonde zu vereinfachen. Die Erfindung macht sich nämlich das physikalische Prinzip zunutze, dass bei Erreichen des Siedepunkts einer Flüssigkeit die zunächst bei Beheizung stetig steigende Temperatur des Heizelements bei der Bildung der Dampfblasen konstant bleibt. (Verdampfungswärme). Da sichergestellt ist, dass die sich örtlich am Heizelement bildenden Dampfblasen weggeführt werden, strömt immer neue Flüssigkeit nach, die nun ihrerseits erhitzt wird. Natürlich muss die Leistung des Heizelements ausreichend sein, damit eine örtli e tiberhitzung und die Bildung von Dampfblasen erzielt wird. Andererseits darf die Heizleistung nicht so gross gewählt wer erG dass bereits während des Messvorgangs die gesamte zu -prüfende Flüssigkeit verdampft. Beispiele: 1. Ein Kaltleiterplatinelement mit einem elektrischen Wider stand von 15 Ohm und einer Fläche der Heizwendel von 4 x 4 mm wurde in Bremsflüssigkeit mit dem Volumen von 3 20 cm vollständig eingetaucht und eine elektrische Spannung von 14 Volt angelegt. Bereits nach 10 sec. Heizzeit bilde ten sich am Heizelement Dampfblasen, die nach oben aufstie gen und am Temperaturmessgerät stellte sich eine konstante Temperatur des Heizelements ein, die als Mass für den Sie depunkt der geprüften Bremsflüssigkeit diente. 2. Ein Kaltleiterplatinelement mit einem elektrischen Wider stand von 8 Ohm und einer Heizfläche von 4 x 4 mm wurde in 3 ein Bremsflüssigkeitsvolumen von 250 cm vollständig einge- taucht. Nach Anliegen einer Heizspannung von 9 Volt bildeten sich ebenfalls nach ca. 10 sec. Dampfblasen, die nach oben aufstiegen, wobei am TemperaturmeBaerät wiederum die als Mass für den Siedepunkt der geprüften Bremsflüssigkeit dienen de konstante Temperatur angezeigt wurde. Die Vorrichtung nach der Erfindung kann auch dazu verwendet werden, den Stand der Flüssigkeit in einem Behälter zu ermitteln. Falls das Heizelement nicht vollständig in die Flüssigkeit eingetaucht ist, stellt sich keine konstante Temperatur ein, sondern das Heizelement wird stetig bis zur Temperaturbegrenzung weiter aufgeheizt. Falls also die Temperaturanzei- ge diesen Endwert anzeigt, kann daraus geschlossen werden, dass z. B. nicht mehr genügend Bremsflüssigkeit im Vorratsbe hälter vorhanden ist. Die Auswerteelektronik kann beispielsweise als Analoganzeige ausgeführt sein oder mittels Leuchtdioden erfolgen, die zweckmässigerweise drei Bereiche anzeigen, nämlich: grün - für Flüssigkeiten mit zur Verwendung in hydraulischen Systemen ausreichend hohem Siedepunkt rot - für Flüssigkeiten mit nicht ausreichend hohem Siedepunkt und gelb - mit Flüssigkeiten mit gerade noch ausreichend hohem Siede punkt. Die Messsonde kann auch in einem Zuspannelement (Radzylinder, Bremssattel) oder im Bremsschlauch eingebaut sein, da erfahrungsgemäss der Siedepunkt der Bremsflüssigkeit an diesen Stellen um einige Grad niedriger liegt als im Vorratsbehälter. Ebenfalls kann die Messsonde auch in den Deckel des Vorratsbehälters integriert sein und so im Rahmen der sogenannten "Checkcontroll", die dem Fahrer eines Kraftfahrzeugs anzeigt, ob der Siedepunkt der Bremsflüssigkeit noch in einem für die Sicherheit zulässigen Bereich liegt, verwendet werden. Die Erfindung soll an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Fig. 1 zeigt schematisch einen Hauptbremszylinder mit einer im Vorratsbehälter eingetauchten Messsonde mit der Auswerte elektronik. Fig. 2 zeigt den zeitlichen Verlauf der Temperatur während eines Messvorgangs. Fig. 3 zeigt eine Vorrichtung gemäss der Erfindung im Schnitt vor Erreichen des Siedepunktes der Flüssigkeit. Fig. 4 zeigt eine Vorrichtung gemäss der Erfindung im Schnitt nach Erreichen des Siedepunktes der Flüssigkeit. In Fig. 1 ist der Hauptbremszylinder mit 1 bezeichnet, auf welchem ein Vorratsbehälter 2 angebracht, in dem eine Messsonde 3 angeordnet ist, die über ein Kabel 4 mit einer Anzeige- und Auswerteelektronik 5 in Verbindung steht. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, steigt nach Anlegen der Heizspannung die Temperatur des Heizelements zunächst stetig an und geht bei Erreichen des Siedepunktes der Flüssigkeit in einen konstanten Wert über. Diese Temperatur wird anaezeigt und dient nun als Mass für den Siedepunkt der Flüssigkeit. Die in Fig. 3 und 4 gezeigte Messsonde 3 wird vorzugsweise senkrecht in die Flüssigkeit eingetaucht, so dass die sich bildenden Dampfblasen ungehindert nach oben aufsteigen können. In vorteilhafter Weise sind Temperaturmesselement 3" und Heizelement 3' zu einer Einheit zusammengefasst, indem z. B. ein Kaltleiterwiderstand verwendet wird,der sowohl heizt, als auch seinen Widerstand temperaturabhängig ändert. Dabei kann zum Schutz des Kaltleiterelements eine Umhüllung vorgesehen sein, oder das Heizelement 3' ist in einem rohrförmigen Messkopf angeordnet, der jedoch ein Aufsteigen der sich bildenden Dampfblasen gewährleisten muss. Durch die vorliegende Erfindung wurde ein einfach zu handhabendes und leicht auch für den Laien durchzuführendes Verfahren zur Bestimmung des Siedepunktes von hysroskopi- schen Flüssigkeiten aufgezeigt. Die praktische Anwendung des Verfahrens ermöglicht jedem Autofahrer die Uberprüfung, ob die in seinem Fahrzeug befindliche Bremsflüssigkeit einen ausreichend hohen Siedepunkt aufweist oder nicht.

Claims: Schutzansprüche 1. Verfahren zum Ermitteln der Siedetemperatur von hyoro- skopischen Flüssigkeiten, vorzugsweise für hydraulisch zu betätigende Einrichtungen, wie Bremsen, Kupplungen, u.a., dadurch gekennzeichnet, dass ein Heizelement (3') und ein Temperaturmesselement (3") in die Flüssigkeit, deren Siedetemperatur ermittelt werden soll, während der Messdauer vollständig eingetaucht wird, dass das Heiz element (3') vorzugsweise elektrisch derartia aufgeheizt wird, dass eine örtliche Verdampfung der Flüssigkeit er folot, wobei sichergestellt ist, dass die sich bildenden Dampfblasen abgeführt werden und dass die sich infolge der Dampfblasenbildung einstellende konstante Temperatur des Heizelements (3') von dem Temperaturmesselement (3") gemessen wird und als Mass für den Siedepunkt der Flüssig keit dient. 2. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturmessung mittels elektrischer Widerstands messung erfolgt, wobei der elektrische Widerstand das Heizelement (3') ist, das vorzugsweise als Kalt- oder Heissleiterwiderstand ausgeführt ist. 3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach An spruch 1, dadurch qekennzeichnet, dass die Messsonde (3) aus einem Heizelement (3') und einem Temperaturmessele ment (3") sowie einer Anzeige-und Auswerteelektronik (5) besteht. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement (3') und das Temperaturmesselement (3") als ein elektrischer Widerstand, vorzugsweise als Kalt oder Heissleiterwiderstand ausgebildet ist. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch qekennzeichnet, dass die Messsonde (3) mit einer integrierten Analog- oder Leucht diodenanzeige versehen ist. 6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Messsonde (3) in den Deckel des Ausgleichsbehälters (2) integriert ist.

Inventors: NEUBAUER, OTTMAR, PEUKER, KARL, DIPL.-ING., SPINDLER, FRANZ
Applicants: FAG KUGELFISCHER GEORG SCHAEFER KOMMANDITGESELLSCHAFT AUF AKTIEN
Application year: 1981
Main classification: G01N25
IPC codes: G01N25