МИНИАТЮРНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭКСПРЕСС-ОЦЕНКИ СОСТОЯНИЯ МОТОРНЫХ МАСЕЛ

Название	МИНИАТЮРНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭКСПРЕСС-ОЦЕНКИ СОСТОЯНИЯ МОТОРНЫХ МАСЕЛ
Разработчик (Авторы)	Кучменко Т.А., Дроздова Е.В., Кочетова Ж.Ю., Силина Ю.Е.
Вид объекта патентного права	Изобретение
Регистрационный номер	2595811
Дата регистрации	30.03.2015
Правообладатель	Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный университет инженерных технологий"
Медаль имени А.Нобеля

Описание изобретения

Изобретение относится к технике проведения экспрессного анализа моторных масел, в частности для определения содержания газов, паров в равновесной газовой фазе над малым объемом образца во внелабораторных условиях в режиме «на месте».

В настоящее время рынок анализаторов и детекторов состояния масел представлен различными по природе функционирования и эксплуатационным характеристикам системами. Принципиально они делятся на системы непрерывного и периодического действия. Системы непрерывного действия малогабаритны, но, как правило, высокоселективны к отдельным газам, а газоанализаторы имеют ограничения по группе определяемых компонентов воздуха, шкала их часто отградуирована в единицах концентраций одного газа, для их устойчивого функционирования необходимы определенные исходные условия (по чистоте или влажности воздуха, нахождения в пространстве или источника питания и т.п.).

Техническая задача изобретения заключается в разработке миниатюрного устройства для экспресс-оценки состояния моторных масел, позволяющего контролировать их состояние, совместить некоторые характеристики датчиков и анализаторов, таких как: минимальные размеры, экспрессность получения информации, автономность питания, легкое управление и надежное детектирование легколетучих соединений и уровень их содержания, свидетельствующие о степени отработки, возможность измерения в полевых условиях без дополнительных специальных устройств и оборудования в режиме «на месте», длительное сохранение эксплуатационных характеристик.

Для решения технической задачи изобретения предложено миниатюрное устройство для экспресс-оценки состояния моторных масел, состоящее из блока детектирования, блока питания и одноразовой или многоразовой емкости для пробы масла, герметично соединяющейся с помощью резьбы с блоком детектирования, который состоит из чувствительного измерительного элемента (пьезосенсора) на основе пьезорезонатора с пленкой покрытия, селективного к летучим веществам-маркерам состояния, миниатюрной схемы возбуждения, расположенной внутри блока детектирования под панелью с пьезосенсором, регистратора с микропроцессором для регистрации сигнала пьезосенсора с тремя цветовыми индикаторами, срабатывание которых определяется скоростью изменения сигнала пьезосенсора в парах масла и зависит от степени его отработки, причем блок детектирования соединен с блоком питания с возможностью автономного питания от встроенного в блок питания элемента или питания от сети, на одной из боковых поверхностей блока питания размещены кнопка включения и индикатор питания, в его нижней части расположены выходы для зарядного устройства и шины для соединения с регистратором.

Технический результат изобретения заключается в мобильности и компактности миниатюрного устройства для экспресс-оценки состояния моторных масел с минимальными размерами при сохранении всех рабочих функций, а именно генерация колебаний пьезосенсора, автономное или внешнее питание, регистрация информации и принятия решения о качестве пробы, за счет применения миниатюрной микросхемы и программируемого микропроцессора, возможности применения компактных источников питания с резервом времени или применения внешнего источника питания; в экспрессном получении результатов о присутствии и содержании в равновесной газовой фазе над пробой масла летучих веществ-маркеров состояния, содержание которых коррелирует со степенью отработки моторных масел, в том числе во внелабораторных условиях без пробоподготовки (анализ пробы в режиме «на месте»); в легком управлении, возможности длительной эксплуатации и быстрой замене измерительного элемента при отработке; в длительном сохранении эксплуатационных характеристик за счет дискретного режима измерения и прекращения нагрузки пьезосенсора путем перемещения его в сухую миниатюрную емкость с силикагелем или другим сорбентом после определенного малого времени контакта с анализируемой средой.

На фиг. 1 представлено миниатюрное устройство для экспресс-оценки состояния моторных масел: а) в разборном виде; б) в собранном виде, на фиг. 2 - общий вид миниатюрного устройства для экспресс-оценки состояния моторных масел при срабатывании цветового детектора при различном состоянии масла: а) «норма», б) «средний уровень отработки», в) «следует заменить».

Миниатюрное устройство для экспресс-оценки состояния моторных масел (фиг. 1-2) состоит из блока детектирования 1, блока питания 2 и одноразовой или многоразовой емкости для пробы масла 3, герметично соединяющейся с помощью резьбы 4 с блоком детектирования 1, который состоит из чувствительного измерительного элемента 5 (пьезосенсора) на основе пьезорезонатора с пленкой покрытия 6, селективного к летучим веществам-маркерам состояния, миниатюрной схемы возбуждения, расположенной внутри блока детектирования 1 под панелью с пьезосенсором 5, регистратора с микропроцессором для регистрации сигнала пьезосенсора с тремя цветовыми индикаторами 7, срабатывание которых определяется скоростью изменения сигнала пьезосенсора в парах масла и зависит от степени его отработки, причем блок детектирования 1 соединен с блоком питания 2 с возможностью автономного питания от встроенного в блок питания элемента или питания от сети, на одной из боковых поверхностей блока питания размещены кнопка включения 8 и индикатор питания 9, в его нижней части расположены выходы для зарядного устройства и шины 10 для соединения с регистратором, в одноразовую или многоразовую емкость 3 наливают образец масла до метки и герметично соединяют с помощью резьбы 4 с блоком детектирования 1 таким образом, чтобы закрепленный в нем чувствительный измерительный элемент 5 (пьезосенсор) на основе пьезорезонатора с пленкой покрытия 6, селективного к летучим веществам-маркерам состояния, содержание которых коррелирует со степенью отработки моторных масел, находился внутри емкости 3, регистрируют изменение сигнала пьезосенсора по трем цветовым индикаторам 7, срабатывание которых определяется скоростью изменения сигнала пьезосенсора в парах масла и зависит от степени его отработки: зеленый - «норма», желтый - «средний уровень отработки», красный - «следует заменить», при этом время анализа не превышает 1-2 минут, для восстанавления и хранения пьезосенсор помещают в миниатюрную емкость 11 с помещенным на дно сорбентом 12.

Миниатюрное устройство для экспресс-оценки состояния моторных масел работает следующим образом.

Блок питания 2 с помощью шины 10 соединяют с миниатюрной схемой возбуждения, микропроцессором и, возбуждающего колебания, чувствительным элементом - пьезосенсором 5 на основе пьезорезонатора с пленкой покрытия 6, селективного к летучим веществам-маркерам состояния, содержание которых коррелирует со степенью отработки моторных масел, включают питание автономное или от сети с помощью кнопки включения 8, при этом загорается индикатор 9. Цветовые индикаторы 7 при этом не загораются. Для тестирования и оценки состояния масла в одноразовую или многоразовую емкость 3 наливают масло до метки. Осторожно снимают (выкручивают) с регистратора миниатюрную емкость 11 с помещенным на дно сорбентом 12, в которой хранится измерительный элемент и восстанавливается состояние чувствительной селективной пленки 6. Вкручивают с помощью резьбы 4 в блок детектирования 1 емкость с маслом 3. Наблюдают за световыми индикаторами 7 на корпусе регистратора.

Легколетучие вещества-маркеры из масла самопроизвольно диффундируют к поверхности пленочного покрытия, взаимодействуют с ним определенное время, которое зависит от особенностей реакции между парами, определяемыми их природой и концентрацией, и пленочным покрытием 6, при этом скорость изменения частоты колебаний пьезосенсора зависит от концентрации легколетучих веществ-маркеров отработки масла. В течение 15 с срабатывает один из световых индикаторов 7, определяющий состояние масла: зеленый - «норма» (фиг. 2 - а), желтый - «средний уровень отработки» (фиг. 2 - б), красный - «следует заменить» (фиг. 2 - в). На пленочном покрытии протекает обратимая реакция, и для повторного применения пьезосенсор регенерируют в миниатюрной емкости 11 с сорбентом 12.

Предложенное миниатюрное устройство для экспресс-оценки состояния моторных масел позволяет:

1) увеличить мобильность и компактность миниатюрного устройства для экспресс-оценки состояния моторных масел с минимальными размерами при сохранении всех рабочих функций (генерация колебаний пьезосенсора, автономное или внешнее питание, регистрация информации и принятия решения о качестве пробы), за счет применения миниатюрной микросхемы и программируемого микропроцессора, возможности применения компактных источников питания с резервом времени или применения внешнего источника питания;

2) экспрессно получать информацию о присутствии и содержании в равновесной газовой фазе над пробой масла, в том числе во внелабораторных условиях без пробоподготовки (анализ пробы в режиме «на месте») информации о легколетучих веществах-маркерах состояния масла;

3) упростить управление и измерение концентрации газов в режиме «на месте»;

4) долго сохранять эксплуатационные характеристики за счет дискретного режима измерения и прекращения нагрузки пьезосенсора путем перемещения его в сухую миниатюрную емкость с силикагелем или другим сорбентом после определенного малого времени контакта с анализируемой средой;

5) расширить аналитические возможности миниатюрного анализатора, в том числе за счет исключения градуировки устройства в единицах концентрации одного газа, преобразования микропроцессором сигналов пьезосенсора в отклик и последующим его отражении в виде цветового сигнала;

6) возможность длительной эксплуатации и быстрой замене измерительного элемента при отработке.

Формула изобретения

Миниатюрное устройство для экспресс-оценки состояния моторных масел, состоящее из блока детектирования, блока питания и одноразовой или многоразовой емкости для пробы масла, герметично соединяющейся с помощью резьбы с блоком детектирования, который состоит из чувствительного измерительного элемента (пьезосенсора) на основе пьезорезонатора с пленкой покрытия, селективного к летучим веществам-маркерам состояния, миниатюрной схемы возбуждения, расположенной внутри блока детектирования под панелью с пьезосенсором, регистратора с микропроцессором для регистрации сигнала пьезосенсора с тремя цветовыми индикаторами, срабатывание которых определяется скоростью изменения сигнала пьезосенсора в парах масла и зависит от степени его отработки, причем блок детектирования соединен с блоком питания с возможностью автономного питания от встроенного в блок питания элемента или питания от сети, на одной из боковых поверхностей блока питания размещены кнопка включения и индикатор питания, в его нижней части расположены выходы для зарядного устройства и шины для соединения с регистратором.

Изобретение "МИНИАТЮРНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭКСПРЕСС-ОЦЕНКИ СОСТОЯНИЯ МОТОРНЫХ МАСЕЛ" (Кучменко Т.А., Дроздова Е.В., Кочетова Ж.Ю., Силина Ю.Е.) отмечено юбилейной наградой (25 лет Российской Академии Естествознания)
Медаль Альфреда Нобеля

Оформление наградных документов и заказ каталога