流体老化监测装置 【发明领域】
本发明涉及就地监测热交换器中循环冷却剂的领域,尤其涉及对其腐蚀程度的监测。
本发明最适用于控制在内燃机中循环的冷却剂何时变得具有腐蚀性。发明背景
众所周知,在内燃机中,冷却剂除了其热交换功能之外,还能保护机器冷却回路免于容易经受的主要的老化形式(degradationform)。锈蚀、气蚀引起的金属扯裂、电化学腐蚀…是最常见的老化形式,如果不及时对它们进行检测,很可能产生大的故障,或者甚至造成机器损坏。
为了实现这一保护功能,冷却剂需要一种特殊设计的配方。它们含有用于保护冷却回路中各种金属的添加剂。
然而,在运行期间,冷却剂的配方可能由于某些添加剂的衰变(decay)或枯竭而发生变化。
由此冷却剂可能损坏回路中的某些材料,所以需要进行这方面的改进。
为了避免回路受到诸如上述现象的影响,目前必须定期地、人为地更换冷却剂。
在已知的相关申请的检测和监测系统中,文件US-4,792,791揭示了一种监测内燃机润滑油质量地装置。它是通过腐蚀作为电路一部分的一个电阻元件来进行监测的。
当润滑油对浸没在其中的电阻元件腐蚀时,元件的电阻发生变化,然后记录这种变化,并将其作为润滑油老化的迹像。
在文件US-4,675,662,US-4,782,332或申请人提交的专利申请FR-2,689,240中也揭示了对可被腐蚀的敏感元件之电阻变化的利用。
尽管这类系统能令人满意地监测一种润滑油或另一种机器工作流体的老化情况,但它们只能在润滑油退化或老化至相当的程度时才能作出反应。
这种类型的检测器在检测(例如)回路小区域的腐蚀时不够灵敏,因为小区域的腐蚀不会引起电阻变化。事实上,大多数检测器只是根据某种退化程度才产生异常信号的。
除此之外,如果回路由各种材料构成,则不能保证检测器足以对所有的材料有反应。发明内容
本发明提出了一种能对热交换器中循环的冷却剂的老化情况进行监测的装置,从而克服了上述缺点。该装置包括一个与所述流体接触的元件、一个电气元件和一报警器,一个绝缘体积将所述电气元件与跟流体接触的元件分离开来,绝缘体积中含有一种处于大气压的流体,所述电气元件对与流体接触的元件的腐蚀程度作出反应,而报警器对电气元件的信号变化作出反应。
依照本发明:——与被监测的流体接触的元件至少包括一个切片,切片由一种材料制成,也与回路中所述流体接触。——电气元件包括一个由一种压电材料制成的元件,压电材料的频率随绝缘体积中压力的变化而变化。
每个切片的厚度有这样的优点,即所述切片在其自身的腐蚀和受监测的流体(3)经受的压力P2与绝缘体积(6)中的压力P1之压力差的共同作用下,会被穿孔或破损,切片破损发生在回路本身相应部分被明显腐蚀之前。
更准确地说,依照本发明的装置可以包括若干个不同特性的切片,每个切片由一种材料制成,并与回路中的流体接触。
依照本发明的装置最好放在回路中流体循环速度最大的地方。
根据一个特殊的应用,依照本发明的装置用于内燃机。
更具体地说,本发明可以用于监测内燃机中循环冷却剂的老化情况。附图概述
图1为冷却剂老化监测装置的示意图。
参考唯一的附图,阅读下述非限制性的实施例,将清楚地了解本发明的其他特点和长处。本发明的最佳实施方式
根据附图,检测器包括一个壳体1,它可以用现有技术中的任何方式与管道2固定,管道2中有被监测的流体在循环。可以通过箝套和锁定或者螺旋拧紧的方式来实现固定。压力P2是管道2内的压力。
依照本发明的检测器最好放在回路中流体的循环速度最高的地方,或者放在流体沿不同方向流动的地方,这是为了获得与被监测流体的最大接触,并放大气蚀效应。
例如,检测器的壳体1可以是园柱形的,其至少有一个与被监测流体3接触的第一底部4。第一底部4可以由密封盘40密闭,密封盘上最好固定几个敏感膜片(或切片)41,膜片(或切片)的特性将在下文描述。
不脱离本发明的范围,切片41可以直接固定在底部4上。
壳体的另一端不与流体3接触,它由固定于壳体1上的可变形的第二底部5密闭,从而在壳体1的内部形成一个密封体积6。压力P1(例如为大气压)是密封体积6内的压力。
压电元件51是电路7的一部分,它固定在第二底部5上,而所述电路的电源可以是(例如)机器的电池,电路还进一步包括一个报警装置8,报警装置能对压电元件的任何频率变化作出反应。
敏感切片或切片组是可被腐蚀的,每个切片具有不同的特性。每种与被监测流体接触的材料用作切片的材料是有益的。当然,如果只希望监测单种材料的腐蚀情况或者整个回路是由单一材料构成的,则使用一块切片41就够了。
每一切片的厚度仅是回路中同种材料厚度的几分之一,切片厚度的校正要特别考虑回路中同等材料的厚度、该材料的理化特性(特别是其腐蚀速度),以及管道2中的压力P2和检测器内绝缘体积6中压力P1之间的压力差,其中压力P2一般高于密封的和绝缘的体积6中的压力P1。
依照本发明,检测器工作如下:
当敏感切片41中的一个被腐蚀至被监测流体扯裂或穿通所述切片时,所述流体3突然充满内部的体积6并与压电元件51接触,这会引起压电元件振荡频率的变化。
该变化立刻被电路7检测到,并接通报警器8。
当然,报警器8可以是适用于所需应用对象的任何形式:报警灯、声响信号……。
当然,要这样设计敏感切片或切片组41,使它们早在回路中相应的材料遭受相同的命运之前就已扯裂。敏感切片的破损最好发生在出现被监测现象的开始,即早在回路损坏之前。
可以通过粘着或卷轧(crimping)(绝缘接合或不绝缘接合)的方式把切片41固定于底部4。
在后一种情况下,由构成检测器的各种材料间相互的电化学作用所引起的腐蚀进一步加重了冷却剂老化引起的腐蚀现象。如果希望使切片对腐蚀更为灵敏,这种情况可能是令人感兴趣的。
当然,本领域的熟炼技术人员可以不脱离本发明的范围,对上述装置另作改装或加装。