Вискозиметрический датчик для комплекса автоматизированной диагностики дизельных двигателей

Полезная модель относится к области метрологии. Может быть использована при исследовании взаимосвязи технического состояния дизельных двигателей автомобилей и текущего состояния применяемых горюче-смазочных материалов на основе анализа закономерностей старения смазочных масел.
Известно устройство - усовершенствованный вибровискозиметрический датчик камертонного типа (патент №180588 от 19.06.2018 г.), представляющий собой датчик текущего механического положения измерительного зонда, механическую колебательную систему, жестко связанную через шток с измерительным сферическим зондом, снабженным термопарным измерителем температуры, и размещенную на жестком основании, на котором расположен электрический возбудитель колебаний механической колебательной системы, при этом основание расположено внутри внешнего термостатированного корпуса датчика и вибротермоизолировано от него, причем механическая колебательная система выполнена из двух колебательных звеньев с высокой добротностью в виде рабочего и компенсирующего вибраторов, жестко закрепленных на основании с возможностью осуществлять колебания преимущественно коллинеарно и соосно и имеющих близкие или одинаковые резонансные частоты, при этом возбудитель размещен с возможностью силового взаимодействия только с рабочим вибратором, на котором жестко закреплен шток с измерительным зондом, кроме того, механическая колебательная система выполнена в виде камертона с параллельно расположенными рабочим и компенсирующим вибраторами отличающийся тем, что содержит виброгаситель состоящий из уплотнительной фторопластовой прокладки, уплотнительной фторопластовой шайбы, поджимных цилиндрических пружин, герметичного кожуха, якоря тягового электромагнита, тягового электромагнита вертикальной системы привода вибротермодатчика; герметичного кожуха тягового электромагнита и упор-ограничителей.
Данное устройство имеет конструкционную сложность и настроено на диапазон работы с маловязкостными жидкими средами.
Известно устройство для исследования теплофизических свойств жидкостей (патент №2263305, 27.10.2005 г.), принятое за прототип, представляющее собой датчик, состоящий из металлического внутреннего корпуса, в котором смонтированы устройство возбуждения колебательной системы и датчик положения колебательной системы. С якорем колебательной системы соединен капилляр, например, из стекла или керамики, который служит проводником механического воздействия от якоря к зонду, погружаемому в исследуемую жидкость и жестко закрепленному на конце указанного капилляра. Недостатком в данном устройстве является то, что используются относительно хрупкие материалы, а именно стекло или керамика, имеющие низкую удельную прочность, что создает определенные трудности при изготовлении и замене данного элемента в случае его повреждения и относительно высокую массу, которая оказывает погрешность при проведении испытаний.
Задача, на решение которой направлено заявленное техническое решение, заключается в повышение надежности датчика и точности определения величины вязкости, плотности и температуропроводности.
Решение задачи достигается вискозиметрическим датчиком, состоящим из металлического внутреннего корпуса, в котором смонтированы устройство возбуждения колебательной системы, датчик положения колебательной системы, якорь колебательной системы, соединенный с капилляром, который служит проводником механического воздействия от якоря к зонду, погружаемому в исследуемую жидкость жестко закрепленному на конце указанного капилляра и электронного блока, отличающегося тем, что капилляр выполнен из стеклопластика.
Техническим результатом является повышение надежности и чувствительности датчика.
Указанный отличительный признак является существенным для достижения цели предполагаемой полезной модели, т.к. капилляры из стеклопластика, в отличие от стекла и керамики, обладают более высокой удельной прочностью и малым удельным весом, что способствует повышению надежности датчика и его чувствительности.
На фиг. 1 изображен вискозиметрический датчик, состоящий из металлического внутреннего корпуса 1, в котором смонтированы устройство возбуждения колебательной системы 2, датчик положения колебательной системы 3, якорь 4 колебательной системы, соединенный с капилляром 5, который служит проводником механического воздействия от якоря 4 к зонду 6, погружаемому в исследуемую жидкость и жестко закрепленному на конце указанного капилляра 5 и электронного блока 7, отличающимся тем, что капилляр выполнен из стеклопластика.
Работа вискозиметрического датчика осуществляется следующим образом: исследуемое масло помещается в металлическую кювету (на рисунке не показана), в которую опускается зонд 6. Перед началом измерений устанавливается необходимая начальная температура исследуемого масла, зонда 6 и кюветы. Электронный блок 7 обеспечивает возбуждение колебательной системы на ее резонансной частоте и задает амплитуду колебаний зонда 6. После установки начальной температуры осуществляют изменение температуры исследуемого масла от начально установленной. В процессе изменения температуры одновременно снимается зависимость от времени температуры жидкости зонда и кюветы. Также измеряют амплитуду колебаний зонда, их частоту, фазовый сдвиг между колебаниями зонда и колебаниями вынуждающей силы. Описанные выше процессы осуществляются с помощью устройства регистрации и управления (на рисунке не показано). Дополнительно при необходимости измеряют тепловой поток, отбираемый термоэлектрическим модулем от кюветы. По результатам измерения этих параметров вычисляют динамическую вязкость жидкости η, плотность жидкости ρ, температуропроводность жидкости и зависимость этих параметров от температуры, с последующим определением текущего состояния применяемых смазочных масел
Таким образом, признак, указанный в формуле полезной модели, необходим для решения поставленной задачи полезной модели.