[发明专利]机油探测仪

说明书

一、所属技术领域

本发明涉及电阻传感器的测量技术，利用被测发动机机油作为电阻传感器的电介质，当发动机机油在使用过程中逐步老化时，电阻传感器的电阻值随之减小，通过相关检测、转换和显示电路，即可判断出发动机机油的老化状况，以科学地确定更换机油的时间。

二、背景技术

工程中大量使用各种发动机，而机油对发动机的工作起着润滑、清洗、冷却、密封、防腐及对冲击载荷的缓冲等作用。因此，机油对发动机的工作耐久性、可靠性、经济性及工作能力的发挥等具有重要的作用。合理使用机油是降低发动机功率消耗、减轻摩擦磨损、延长发动机使用寿命的重要保证。由于发动机机油在使用过程中受到高温、振动、摩擦、污染等影响，会逐步老化，其所发挥的作用将逐步减弱。为此，科学合理地判断更换老化机油的时间就显得十分重要，若换油早，将造成机油的浪费，且不利于环境保护；若换油晚，则易造成发动机的损伤，影响发动机的寿命。为此，国家颁布有专门的《汽油机油换油指标》(GB/T8028-1994)、《柴油机油换油指标》(GB/T7607-2002)等标准，规定当机油的粘度、水分、开口闪点、酸值、铁含量、正戊烷不溶物等理化参数中的某一项超过限值时，应更换机油。

通常，在实际工作中，确定发动机机油的更换时间主要采用两种方法：一是化学分析法，即定期对其进行取样化验，对机油的参数进行化学分析，若发现某一参数指标超出限值，则更换机油；二是经验法，即根据经验，当发动机累计运行达到一定时间，或车辆累计行走达到一定里程，则更换机油。前一种方法需要专门的化学分析仪器，操作复杂，时间长，效率低；而后一种方法虽然简单，但不够准确，易导致过早或过晚换油。

三、发明内容

分析和实验表明，随着机油的逐步老化，在其化学成分发生变化的同时，其物理性能也是同步改变的，如：机油的介电系数、电导率等是随着机油的老化而改变的。这就使利用物理测量方式替代化学分析方式成为可能。机油探测仪就是利用电阻传感器测量技术，将被测发动机机油作为电阻传感器的电介质，当机油在使用过程中逐步老化时，电阻传感器的电阻值随之减小。于是，测量其电阻的变化，即可掌握机油的老化性能。

本发明的技术方案是：

①根据电阻公式制作一个电阻传感器(作为探测仪的探头)，将被测机油作为电阻传感器的电介质，并使机油能够在电阻器的两电极间自由流动；

②考虑到机油温度对测量数据的影响，在探测仪的探头上同时安装一只数字温度传感器，使探头在测量机油的电介质参数时，能同时测量机油的温度，以便通过单片机软件进行温度特性补偿；

③电阻传感器经一个电桥进行检测，输出直流电压信号，经运算放大器放大后，再经模数转换电路，将检测信号转换为数字电压信号并输入至单片机，单片机处理后送至数字显示屏，则数字显示屏所显示的数字就代表了机油的老化性能；

④数字温度传感器可以将检测到的机油温度信号直接以编码形式输入至单片机，单片机存储器中预存有机油在不同温度下的特性曲线，实测时可根据当时的油温对机油的老化参数进行自动补偿；

⑤为便于携带和使用，探测仪由一个控制盒和一支伸缩式拉杆组成，控制盒内置单片机、数据存储器、检测电桥、放大电路、模数转换电路、数字显示屏、按钮、指示灯、蜂鸣器等元器件，拉杆的一端安装探头(含一个电阻传感器和一个数字温度传感器)，探头和拉杆的直径以能插入发动机机油油箱的进油孔为度，拉杆的长度以能插至发动机机油油箱的底部为度，拉杆的另一端与控制盒固定连接，两个传感器的引线经拉杆内孔连接至控制盒中电路。

⑥从用户实际使用的角度考虑，若探测仪的数字显示屏直接显示实测电阻传感器的电阻值或经转换后的输出电压值，既不直观，也无意义。为此，引入一个“老化率”的概念，用符号η表示，其取值范围为0％～100％。η值越大，表示机油老化程度越严重，若η＝0％表示为新机油，η＝100％表示机油老化已达到换油指标，必须更换新油。老化率η的计算如公式(1)所示：