Устройство для определения количества ферромагнитных частиц в жидкости

Авторы патента:

G01N27/74 - текучих сред (G01N 24/00 имеет преимущество)

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 4916490/21 (22) 04.03.91 (46) 15.1193 Бюл. Na 41-42 (76) Вязниковцев Евгений Васильевич; Розенберг

Генрих Шоломович; Зуев Вячеслав Николаевич (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЛИЧЕСТВА ФЕРРОМАГНИТНЫХ ЧАСТИЦ В

ЖИДКОСТИ (57) Изобретение относится к исследованию магнитных параметров жидкости, в частности смазочвЂ” ного масла, и может быть использовано для диагностики технического состояния механического оборудования. Сущность: устройство для определения количества ферромагнитных частиц в жид(19) RU (1Ц 2003088 Cl (51) 5 G01N27 74 кости, содержащее компрессор 11, капилляр 1 с жидкостью, излучатель 6 и приемник 21, счетчикиндикатор 9, дополнительно содержит электромагнитный блок 3, состоящий из нескольких электромагнитов, расположенных вдоль капилляра, сердечники электромагнитов имеют общее основание, а к обмоткам электромагнитов через блок 3 коммутаторов и реверсивный кольцевой счетчик 4 подключен генератор 5 wnynbcoe, к выходу приемника 21 через усилитель 7 подключен блок 8 обработки сигнала, выходы которого соединены со счетчиком-индикатором 9. 5 вЂ” 4 вЂ” 3 вЂ” 2; 21 вЂ” 7 вЂ” 8- 9. 1 з.п. ф-лы,2 ил.

2003088

Изобретение относится к исследованию магнитных параметров жидкости, в частности смазочного масла, и может быть использовано для диагностики технического состояния механического оборудования, Известно устройство для контроля степени износа машинного оборудования, которое основано на анализе магнитных параметров жидкости и которое содержит канал для жидкости, датчик, коллектор ферромагнитных частиц и электрическую цепь.

Часть канала выполнена иэ немагнитного материала. Радиочастотный генератор датчика имеет катушку индуктивности, намо- . танную на магнитную часть канала, Отклонение частоты выходного сигнала от, основной частоты пропорционально массе ферромагнитных частиц, осажденных в канале, Это устройство позволяет определить массу ферромагнитных частиц, но не позво- 20 ляет оценить их количество и размер. Это не дает возможности точно оценить степень износа оборудования.

Изаестно устройство для определения износа также основанное на анализе маг- 2о нитных параметров. жидкости, в котором получают на подложке осадок частиц из жидкого носителя с последующим анализом этих частиц оптическим методом, в частно30 стидля получения феррогрвммот продуктов износа в образце машинной смазки, Это устройство предназначено для применения в лабораторных условиях, требует использования ряда дополнительных приборов, выполнение одного анализа требует значи- 35 тельного времени..

За прототип принято устройство, которое предназначено для определения количества ферромагнитных частиц в жидкости и состоит из капилляра, через. который по- 40 ступает проба масла, капилляр расположен в верхней части постоянного магнита, градиент магнитного поля которого различен по длине капилляра, Устройство содержит также две оптические трубки, с одной сторо- "5 ны которых pGcfloëîæåí источник светавЂ” лампа, подсвечивающая капилляр с осажденными частицами, расположенный с другой стороны оптических трубок. Имеется фотодетектор, блок обработки и счетчик. 50

Вследствие переменного градиента магнитного поля ферромагнитные частицы разных размеров осаждаются в капилляре в различных местах. Таким образом это устройство позволяет оценить количество ферромаг- 55 нитных частиц различного размера. Это позволяет более точно определить состояние механизма. Но проба масла перед проведе.нием измерений должна быть обработана: . снижена вязкость, добавлены вещества, растворяющие сажистые и другие загрязнения; после проведения анализа пробы необходимо промывать капилляр или заменить его, т,е. высока трудоемкость подготовительных работ. Кроме того, на внутреннюю поверхность капилляра оседают кроме ферромагнитных частиц еще и нерастворенные загрязнения, пузырьки воздуха. Это снижает точность определения количества ферромагнитных частиц в пробе масла посредством полученных феррограмм. Точность определения количества ферромагнитных частиц при анализе масла уменьшается также по мере увеличения количества ферромагнитных частиц в пробе, т.е. все частицы оседа|от в капилляре под действием постоянного магнитного поля и диаметр капилляра уменьшается; достоверный предел количества частиц примерно

300 ед.

Цель изобретения вЂ” повышение точности.

Укаэанная цель достигается тем, что устройство для определения количества ферромагнитных частиц в жидкости, содержащее капилляр с.жидкостью, датчик и счетчик-индикатор, дополнительно содержит электромагнитный блок, состоящий из

N электромагнитов, расположенных вдоль капилляра, сердечники электромагнитов имеют общее основание, а к обмоткам электромагнитов через блок коммутаторов и реверсивный кольцевой счетчик подключен генератор импульсов, к выходу датчика через усилитель подключен блок разделения количества частиц по размерам. выходы которого соединены со счетчиком-индикатором.

По сравнению с прототипом предлагаемое техническое решение содержит новые существенные признаки, Следовательно, оно соответствует критерию изобретения

"новизна", В известных науке и технике технических.решениях нами не обнаружено совокупности отличительных признаков, проявляющих аналогичные свойства и позволяющих получить положительный эффект, который находит свое отражение в поставленной нами цели. Следовательно, оно соответствует критерию изобретения -"существенные отличия".

Положительный эффект при использовании заявляемого технического решения проявляется при наличии совокупности всех существенных признаков (как новых, так и известйых). Заявляемая нами совокупность всех существенных признаков позволяет обеспечить поставленную нами цель, а именно: повысить точность и уменьшить

2003088 трудоемкость при анализе пробы жидкости.

Таким образом, и редлагаемое техническое решение соответствует критерию изобретения "положительный эффект".

На фиг.1 изображена блок-схема пред- 5 лэгаемого устройства; на фиг.2 вЂ” вариант выполнения блока 8 разделения количества частиц по размерам, Устройство состоит из капилляра 1 с исследуемой жидкостью, который располо- 10 жен над электромагнитным блоком 2, который через блок коммутаторов 3 и реверсивный кольцевой счетчик 4 подключен к выходу генераторов импульсов 5. Устройство содержит также датчик 6, 15 например, датчик инфракрасного (ИК) диапазона. При этом излучатель расположен над капилляром, а приемник вЂ” с противоположной стороны, Выход датчика 6 соединен через усилитель 7 с блоком 8 обработки 20 сигнала, выходы которого соединены со счетчиком-индикатором 9. Один конец капилляра 1 опущен в сосуд 10 с исследуемой жидкостью, в который с помощью компрессора 11 по трубке 12 подается воздух. Ис- 25 пользование ИК диапазона в датчике вызвано достаточной проницаемастью для него материала капилляра и жидкости, в частности, смазочного масла.

Предлагаемый вариант выполнения 30 блока 8 состоит из соединенных последовательно первого компаратора 13, интегратора 14, второго компаратора 15, выход которого соединен с первым.входом RSтриггера 16; последовательно соединенных 35 третьего компаратора 17, вход которого соединен с выходом интегратора 14, диффе-. ренциэтора 18 и коммутатора напряжейия

19, второй вход которого соединен с выходом RS-триггера 16, второй вход которого 40 соединен с выходом третьего компаратора

17, а третий вход вЂ” с выходом первого кампаратора 13. Электромагнитный блок 2 состоит иэ N электромагнитов {например, N =

15); сердечники которых имеют общее ос- 45 нование и расположены вдоль капилляра.

Каждая обмотка N электромагнитов подключена к блоку коммутаторов. Все блоки устройства могут быть выполнены на стандартных элементах (микросхемах типа 50

140УД6 - блоки 7,14,18, типа 521 САЗ вЂ” блоки 13,15,17; типа 176ЛАТ вЂ” блок 16, 284КН1 вЂ” блок 19. Датчик 6 вЂ” светодиод Д 107 и фотодиод АОД 111).

Устройство работает следующим îáðà- 55 эом.

Проба масла в количестве 1 вЂ” 3 мл, разбавленная до определенной вязкости, пропускается через стеклянный капилляр 1 поддействием небольшого избыточного давления воздуха в пробирке с пробой, создаваемого компрессором, например, аквариумным миникомпрессором.

Исследуемое масло, проходя по капилляру 1, попадает в зону действия электромагнитов и датчика 6, выполненного на диодах ИК диапазона, с помощью цепи, состоящей из генератора 5 импульсов, реверсивного кольцевого счетчика 4 и блока. коммутаторов 3 поочередно запитываются обмотки электромагнитов электромагнитного блока 2. Возникающий магнитный поток замыкается по цепи; сердечник эапитаннога электромагнита вЂ” воздушный зазор вЂ” капилляр с маслом и (если таковые в данный момент имеются) ферромагнитными частицами вЂ” воздушный зазор вЂ” сердечник соседнего электромагнита вЂ” основание (общее для всех электромагнитов) вЂ” сердечник зэпитанного электромагнита. При этом если очередность подкл ачения обмоток совпадает с направлением движения масла в капилляре, то ферромагнитные частицы проходят от первого до N-го электромагнитна, попадая поочередно в датчик 6 (режим

"транспортера"). Если очередность подключения обмоток противоположна направлению движения масла в капилляре, то ферромагнитные частицы задерживаются на входе капилляра (режим "фильтр"). Переключение электромагнитного блока в режим работы "фильтра" может осуществляться реверсированием счетчика. Режим "транспортера" обеспечивает транспортировку ферромагнитных частиц через капилляр при

"чистой".пробе масла {отсутствие сажевых частиц); в случае "грязной" пробы масла

{большое количество сажевых частиц) электромагнитный блок, работая в режиме

"фильтра, задерживает ферромагнитные частицы нэ входе капилляра, исключая их прохождение через датчик. Таким образом, сажевые частицы удаляются, после чего в пробирку добавляется разбавитель (поскольку масло пробы вместе с сажевыми частицами удалено из пробирки), электромагнитный блок переводится в режим

"транспортер" и осуществляется выявление ферромагнитных частиц, Ферромагнитные частицы проходят через датчик 6, при этом уменьшается фототок фатодиода, причем, чем больше частица, тем длительнее уменьшение фототока. Усиленное изменение фототока поступает на блок 8 разделения количества частиц по размерам, где в зависимости от длительности импульса уменьшения сигнала фатодиада производится разделение по разным выходам импульсов, соответствующих частицам больших (1 . более 5 мкм) и малых (S, 2003088

10 датчик, причем с разделением подсчета по размерам частиц. Кроме того, исключается уменьшение внутреннего диаметра капилляра из-за. оседания большого количества

15 частиц. Т.к. устройство может работать в

Формула изобретения 40

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

КОЛИЧЕСТВА ФЕРРОМАГНИТНЫХ ЧАСТИЦ В -ЖИДКОСТИ, содержащее капилляр, по обе.стороны которого размещены излучатель и приемник, блок обработки сигна- 45 ла, выходы которого соединены с входами счетчика-индикатора. отличающееся тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено компрессором, электромагнитным блоком, генератором импульсов, реверсивным кольцевым счетчиком, блоком коммутаторов, усилителем, при этом выход генератора импульсов через реверсивный кольцевой счетчик подключен к входу бло- 55 ка коммутаторов, выходы которого подключены к соответствующим электромагнитам электромагнитного блока, сердечники которых выполнены с общим основанием, электромагниты расположены вдоль ка5 мкм и менее) размеров. Подсчет и индикация количества частиц "большого" и "малого" размеров производится следующим блоком 9. Блок 9 может быть выполнен, например, на микросхемах серии К176 и цифровых индикаторах ИВ вЂ” 22.

Предлагаемый вариант блока 8 частиц работает следующим образом, Усиленное изменение фототока поступает на первый компаратор 13, который вырабатывает импульсы. по длительности соответствующим длительности уменьшения, фототока, и нормированные по амплитуде. Далее эти импульсы поступают на интегратор 14, где происходит преобразование длительности в амплитуду. Настройка первого компаратора 13 и интегратора 14 осуществляет выбор чувствительности схемы по большим и малым частицам. Второй компаратор15 позволяет варьировать размерами "больших" частиц, третий компаратор 17 вЂ” размерами малых частиц. Дискриминация "малых" частиц осуществляется с помощью триггера 16, дифференциатора 18 и коммутатора напряжения 19.

В результате использования предлагаемого устройства определяется количество

"больших" и "малых" ферромагнитных частиц в пробе масла. Затем по известным зависимостям можно оценить степень износа оборудования.

Технико-экономические преимущества предлагаемого.устройства по сравнению с прототипом заключаются в следующем:

1. Повышается точность определения количества ферромагнитных частиц. Используя датчик (излучатель и приемник) с диафрагмой, можно создать узкий световой (ИК) поток, под который попадут только ферромагнитные частицы, перемещающиеся под действием электромагнитного поля не хаотично, а линейно, с максимальным приближением к приемнику (по внутренней нижней образующей стеклянной трубкивЂ” капилляра), при этом частицы не оседают на внутренних стенках капилляра, а проходят через него. В результате производится подсчет каждой частицы, проходящей через режимах "фильтр" и "транспортер", исключается ложный подсчет сажевых частиц, что также повышает точность, Предлагаемое устройство позволяет также при необходимости варьировать размерами "больших" и "малых" частиц с помощью компарэторов блока разделения 8 количества частиц по размерам.

2. Уменьшается трудоемкость анализа пробы масла, т.к, исключаются подготовительные операции (подогрев для снижения вязкости, введение растворителей для растворения сэжистых и других загрязнений); можно изменять (увеличивать) скорость прохождения пробы с помощью миникомпрессора; исключается необходимость замены капилляра.

Таким образом, предлагаемое устройство создает положительный эффект. (56) "Ferrography: Machinery-wear anaiysis

with э ргед!стэЫе future", Power Мэоэг!пе, oct., 1982.

;пилляра, причем выход приемника через усилитель подключен к входу блока обработки сигнала, 2, Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок обработки сигнала выполнен из последовательно соединенных первого компарэторэ, интегратора и второго комlap3Topa, выход которого подключен к первому выходу блока обработки сигнала и к первому входу RS-триггера, второй вход которого соединен с выходом третьего компарэтора и входом дифференциатора, выход которого подключен к первому входу коммутатора напряжения, второй вход которого соединен с выходом RS-триггера, третий вход которого подключен к входу интегратора, выход которого соединен с входом третьего компаратора, при этом выход коммутатора напряжения подключен к второму выходу блока обработки сигнала, 2003088

Составитель Е.Вяэниковцев

Редактор Н.Семенова Техред M.Mîðãåíòàë Корректор М.Ткач

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Заказ 3231

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Устройство для определения количества ферромагнитных частиц в жидкости

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в научных исследованиях и производстве при изучении магнитных свойств диаи парамагнитных материалов

Способ определения импульсной магнитной проницаемости сердечников // 1691802

Изобретение относится к технике магнитных измерений и может быть использовано для определения импульсной магнитной проницаемости сердечников, контроль величины которых необходим при разработке и производстве блоков магнитных головок, Целью изобретения является повышение точности измерения импульсной магнитной проницаемости путем исключения влияния величины сопротивления потерь испытуемого сердечника

Устройство для магнетометрического анализа растворов // 1636763

Вихретоковое устройство для измерения размеров и концентрации металлических частиц в жидкости // 1522085

Изобретение относится к измерительной технике

Устройство для измерения водопромокаемости кожи // 1372225

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике

Способ омагничивания воды // 1196780

Изобретение относится к физике конденсированных сред, в частности к исследованию влияния магнитных и электрических полей на различного рода жидкие среды

Способ измерения магнитной проницаемости жидкостей // 1182379

Способ контроля скорости спеканияжелезорудной шихты b агломерат // 830231

Устройство для определения содержания газа в электропроводной жидкости // 637653

Способ контроля качества промь[вочной жидкости нефтяных и газовых скважин // 185301

Устройство для детектирования металлических частиц в потоке смазочного материала // 2234080

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для диагностики изнашивания узлов трения на основе оценки содержания частиц износа в смазочном материале

Детектор магнитной проницаемости с компенсацией дрейфа // 2319140

Изобретение относится к области физико-химических исследований твердых, жидких и газообразных образцов материалов

Способ определения оптимальных параметров магнитного поля для регулирования всхожести семян // 2342658

Способ анализа магнитовосприимчивой фракции примесей текучей среды // 2423185

Изобретение относится к области магнитного разделения и может быть использовано в различных отраслях промышленности для анализа магнитовосприимчивой (склонной к магнитному осаждению) фракции примесей текучих сред

Устройство контроля газа в жидкометаллическом теплоносителе // 2426111

Изобретение относится к области диагностики энергетических установок и может использоваться преимущественно в атомной энергетике для контроля герметичности парогенераторов, в которых греющим теплоносителем является жидкий металл (натрий, свинец, свинец-висмут), передающий тепло воде и водяному пару через поверхность теплообмена

Способы и системы для обнаружения // 2480768

Способ определения pн жидкости и устройство для его осуществления // 2548131

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для использования в гидрологии и химическом анализе жидкостей. Технический результат - исключение фактора влияния температуры жидкости на результат измерений, что повышает точность определения рН жидкости. Сущность: Согласно способу используют включенные в измерительные цепи вторичных измерительных преобразователей электрод сравнения и два ионоселективных измерительных электрода с одинаковыми параметрами тепловой инерции и разными параметрами их изопотенциальных точек, соответственно помещают электроды в жидкость, регистрируют потенциалы Е1 и Е2 на выходах первого и второго измерительных электродов и вычисляют рН жидкости по формуле Устройство содержит электрод сравнения, два ионоселективных измерительных электрода с одинаковыми параметрами тепловой инерции и разными параметрами их изопотенциальных точек, первый и второй вторичные измерительные преобразователи ВИП-1 и ВИП-2, к входам которых подключены электрод сравнения и соответственно первый и второй измерительные электроды, выходы ВИП-1 и ВИП-2 подключены к входам соответственно первого и второго преобразователей напряжения в цифру, выходы которых подключены к микропроцессору, выход которого является выходом устройства. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Универсальная система подготовки образцов и применение в интегрированной системе анализа // 2559541

Изобретение относится к области биотехнологии. Система состоит из следующих элементов: а) модуля подготовки образца, выполненного с возможностью захвата аналита из биологического образца в немикрожидкостном объеме на захватывающей частице, реагирующей на магнитное поле, и направления связанной с аналитом захватывающей частицы, реагирующей на магнитное поле, через первый микрожидкостный канал; б) реакционного модуля, включающего реакционную камеру, имеющую жидкостное сообщение с первым микрожидкостным каналом, и выполненного с возможностью иммобилизации связанной с аналитом захватывающей частицы, реагирующей на магнитное поле, и проведения реакции амплификации множества STR-маркеров аналита. При этом модуль подготовки образца и реакционный модуль интегрированы в одноразовый картридж, который состоит из: 1) по меньшей мере одной совокупности жидкостных камер, 2) платы с реагентами или картриджа с реагентами и 3) одного или более чем одного пневматически активируемого MOVe-клапана; в) модуля анализа. Причем система сконфигурирована для захвата аналита, для проведения химической или биохимической реакции с аналитом и для проведения анализа продукта реакции менее чем за 4 часа. За счет использования в данной системе MOVe-клапанов осуществляется перенос текучих средств, устойчивый к утечкам, и появляется возможность уменьшить размеры устройства для подготовки образцов. Также с помощью данной системы можно отбирать организмы мишени из образцов с большим количеством фоновых примесей, различать два разных штамма бактерий, эффективно захватывать клетки и токсины, значительно уменьшить объем целевого образца. 1 н. и 29 з.п. ф-лы, 104 ил., 3 пр.

Способ измерения дисперсии магнитного момента наночастицы в магнитной жидкости // 2584276

Изобретение относится к измерительной технике, представляет собой способ измерения дисперсии распределения магнитных моментов наночастиц в магнитной жидкости и предназначено для контроля магнитных жидкостей, когда требуется малая дисперсия магнитных моментов наночастиц. При реализации способа получают зависимость намагниченности M от магнитной индукции B, определяют по этой зависимости намагниченность насыщения Mнас и средний магнитный момент Pср на конечном участке кривой намагничивания, вычисляют значение индукции магнитного поля B*, при которой параметр Ланжевена (к - постоянная Больцмана, Т - температура), находят начальную магнитную восприимчивость , при этом находят эффективную намагниченность насыщения и по формуле Д=(Mнас*-Mнас)(Pср)2/Mнас определяют дисперсию распределения магнитных моментов. Технический результат заключается в повышении объективности и точности магнитно-гранулометрического анализа магнитных жидкостей. 1 табл., 2 ил.

Устройство для определения концентрации кислорода // 2613596

Изобретение относится к области информационно-измерительной техники. Устройство для определения концентрации кислорода, содержащее чувствительный элемент, расположенный в измерительной камере, и блок питания. Устройство согласно изобретению дополнительно содержит частотомер, при этом чувствительный элемент выполнен в виде микроволнового генератора, причем выход блока питания соединен с входом питания микроволнового генератора, выход мощности микроволнового генератора подключен к входу частотомера. Изобретение обеспечивает повышение точности измерения концентрации кислорода. 1 ил.