专利名称：液体系统中液体状态的监测方法
技术领域：
本发明涉及用于监测系统中的工作液体的状态的设备或系统，例如机器或动力传动装置中的润滑油，其中的油容易遭受由引入诸如机器冷却剂等异物引起的污染或由来自燃烧的产物的化学作用或老化引起的变质。
背景技术：
在机动车的操作中，长期以来希望具有在机动车的操作期间在实时或运转基础上监测诸如发动机与动力传动装置等动力传动部件中的液体的能力，以及具有向机动车操作员提出润滑液已达到污染或变质从而认为不适宜于继续工作的状态的警告或指示的能力。迄今已试图利用交流阻抗谱来检测流经浸入液体中的电容器的低电平电流的阻抗的改变。这种利用AC电阻抗谱的已知系统的实例在颁给Meitzler等人的美国专利4,733,556、颁给Wang等人的美国专利5,274,335及颁给Yasuhara等人的美国专利4,646,070中有所描述。这些系统描述应用电阻抗谱技术来确定由发动机冷却剂的污染及由发动机润滑油上的燃烧产物的化学作用与老化引起的变质引发的内燃机润滑油的状态。上述已知系统采用在电容器的电极板上加上相对高频的AC信号电流以及确定在其上测定的阻抗的变化的技术。通常这种频率在10赫兹与500千赫之间的多赫兹范围内。
早期工作的一份已知报告在Elselvier Science S.A 1997年1月4日出版的S.S.Wang等人的“AC阻抗技术在检测发动机油中的乙二醇污染中的应用”中有所描述。这种新近的工作描述用一毫赫到一千赫兹的频率范围的2.5伏峰值的正弦电压扫描浸没的电容器。然而这种新近的工作只利用由100赫兹与1千赫之间的范围内的频率所确定的液体的体电阻并且不适用于板上(on-board)连续液体监测。
然而，上述先有技术系统中没有一个提供用于车载(on-boardvehicle)监测润滑液体的状态的低成本与可用的技术，因此，希望提供用于指示润滑液体，特别是机动车发动机及动力传动应用中的润滑液体的污染或变质的简单而低成本的系统的方法或装置。
发明内容
本发明提供采用AC电阻抗谱来监测诸如润滑剂等工作液体的状态并适合于在机动车上用来实现发动机或传动装置中的润滑油的状态的实时监测的有用与新颖的技术。
本发明采用浸没在要监测的液体中的电容器的各极板或间隔的各电极间的低电平振荡电压信号，测定所施加的信号的与该液体的体阻抗相关的第一或高频率电流以及与电极的表面电化学性质相关的第二低频率电流，并且确定第一与第二测定电流之差。将较高频率的测定电流与可接受的液体的相同频率上的测定值进行比较以便判定与体阻抗测定值关联的较高频率的电流读数是否在预定的极限值范围内。将电流差值与预定的阈值比较，如果上述两个条件都满足，认为该液体适合于继续工作；然而，如果任一条件不满足，监测器便提供该液体不适合于继续工作的电指示。
在最佳实施例中，测定电流并且为了比较的目的而将其转换成电压。
在第二实施例中，将电容的各电极设置在分开的各平板型电极附近，在所述平板型电极上也施加用于液位检测目的的第一高频信号电压；以及如果液位检测器指示低液位状态，便中断用于监测液体状态检测电容的电路。
从而本发明提供了用于实时板上(on-board)监测机动车的发动机与动力传动装置中使用的润滑液体及其它工作液体系统用途的简单而低成本的技术。
图1为本发明的最简单形式的框图；图2为用于图1的系统的计算算法的框图；
图3为用于图1的系统的放大器与电流电压转换器的电路示意图；图4为图3的开关的控制逻辑的框图；图5为作为温度的函数绘制的图1系统的在较高频率上测定的电流的曲线图；图6为图1的系统的液体状态监测探头的剖面图；图7为图6的探头的底视图；图8为图6的探头组件的右端视图；图9为用于图1的液体监测探头的电极的配置的详图；图10为图1的系统的另一实施例的框图；图11为图10的系统中采用的算法的框图；图12为新的重型卡车传动装置合成润滑油的三级发动机冷却剂污染的频率对电阻的Bode曲线图；图13为用过的合成重型卡车传动装置液体的三级冷却剂污染的类似于图12的Bode曲线图；图14为取自带有5％发动机冷却剂污染物的合成10W30用过的客车发动机废油的测定值的电阻对频率的Bode曲线图；以及图15为取自自动传动装置液体的测定值的频率对电阻的Bode曲线图。
具体实施例方式
参见图1，总体上以10表示的本发明的基本系统具有总体上以12表示的探头组件，该探头组件至少部分地浸在包含在可能是发动机曲轴箱或动力传动箱或其它液体容器的槽16中的液体14中。下面将更详细地描述该探头组件，并且包含电阻性温度器件的温度传感器18也浸在液体14中。探头12接收沿线路24来自总体上以22表示的基于微处理器的微控制器的AC激励部件20的输入信号，并将探头组件12的输出信号沿具有接地屏蔽28的线路26提供给放大器与电流到电压转换器30的输入端，转换器30的输出端沿线路32连接到微控制器22的信号采集部件34。温度传感器18通过具有接地屏蔽42的线路36、38连接到放大器40的输入端。放大器40的输出端沿线路43也连接到信号采集部件34上。放大器/电流到电压转换器30具有“自动范围”增益控制功能并连接成接收沿线路44、46来自微控制器22的数字控制器部件48的输入信号。该微控制器具有沿线路52连接到状态报警指示灯54以便将其激励的数字输出线路部件50。
微控制器22包含8位微处理器56、存储器部件58、用部件60表示的包含用于探头12的算法的嵌入软件、以及带有由部件64执行的定时触发与中断控制的地址与数据控制功能部件62。
应当理解，可以将探头12及温度传感器18安装在公用支承结构上，以便通过外罩或外壳16上的开口连接。
温度放大器40按常规连接到Wheatstone(惠斯登)电桥电路中并构成其一条支路，因此为了简明起见省略其电路的细节。在本发明的当前实施例中，传感器18为陶瓷基板上的铂元件且具有与温度成正比的电阻变化，0℃上的标称电阻为100ohm而正温度系数为0.00385ohm每摄氏度。在本发明的当前实施例中所采用的适当陶瓷基板的尺寸大约是2×2×1.3毫米。在本发明的当前实施例中，传感器18用保护性铜管包围(图1中未示出)。
在本发明的当前最佳实施例中，放大器30、40尽实际上可能地安装得靠近外罩或外壳16并可封装在图1中用标号17表示及用虚轮廓线示出的适当的保护性外壳中。这种布置保持屏蔽电缆42、28的长度最小并减少探头12及温度传感器18与它们各自的放大器之间的信号损失。
参见图3，放大器30在其输入引线上接收来自探头输出线路26的电流信号，该信号加在受用标号66表示的虚轮廓线所示的护圈保护的器件IC-1的倒相输入端。探头12是由具有1.0伏AC RMS(均方根)、包括正弦交流过零波形的第一与第二振荡频率的1.6伏峰值的恒定电源电压激励的。然而应当理解，其它形式的振荡电压也可采用。
二极管D1与D2防止将输入信号驱动到高于或低于电源电压，并在结点68上连接到输入线路以及分别连接到IC-1的脚7与4上。在本发明的当前实施例中，器件IC-1为Burr-Brown零件号OPA128或者可以包括模拟器件零件号549电流到电压转换器件。IC-1的正输入端通过结点70接地。IC-1的输出端通过结点72连接到线路32，结点72还通过电阻器网络连接到结点74，后者连接到IC-1的输入线。电阻器网络包括连接到结点72与74之间的支路上的R1以及包含开关SW1与串联电阻器R2与R3的与之并联的支路。另一支路也与R1并联并包括与电阻器R4串联的开关SW2。要求电阻器网络自动调节由来自探头12的输入电流信号的三级十进制摆动(three decade swing)引起的增益。计算机顺序地激活开关SW1、SW2闭合以便保持输出电压在正或负8.5伏峰值或6伏AC RMS上。连接到IC-1的引脚5与1之间的电阻器R5是为调零设置的可变电位计。
在当前的最佳实施例中，开关SW1、SW2为磁致动的玻璃舌簧开关并通过分别用76、78表示的继电器线圈的激励而闭合，线圈76、78的一端各自连接到线路44、46之一；而线圈76、78各自的另一端连接成接收来自电源的10至15伏DC。该电阻器网络通过改变包含该电阻器网络的反馈回路中的电阻值来调节器件IC-1的增益。
SW1与SW2两者都断开的系统设定增益为只有R1作为反馈电阻器工作时的增益并提供输入到IC-1的每毫微安(10-9安)1伏的转换。SW1闭合时，R1、R2及R3的有效电阻提供每毫微安(10-9安)0.1伏的转换；而当SW1与SW2两者都闭合且R4连接到网络上时，有效增益为每毫微安(10-9安)1.01伏。SW1及SW2是玻璃舌簧继电器，它们提供极高的漏电阻与低电容。当起动探头信号采集时，采集部件34判定是否正在将任何放大器输出驱动到接近饱和。如果是这样，则用转换到下一个较低状态并重新起动的该放大器的增益重新起动采集。如果在任何电流值上再度出现饱和，则将其增益进一步转换到最低电平。从而，根据需要逐一地调节放大器30的增益，直到能完成完整的采集序列为止。采集部件34通过发送逻辑信号给控制放大器增益部件48来响应饱和而用“自动范围调整”来完成这一操作，控制放大器增益部件48又将电流信号提供给放大器部件30中相应的继电器线圈来控制开关SW1、SW2。已确定探头12需要在高达90℃的温度上工作，从而可能需要多个十进制范围的放大器增益控制。
参见图3，下面表1中给出的是电路的各种电子部件的名称及值。
参见图4，其中以框图形式示出系统控制功能，其中在步骤80中确定在给定的信号周期中放大器30的最大输出以及在步骤82中确定开关SW1、SW2的状态。在步骤84中利用来自步骤82的状态判定是否SW1是断开的而SW2是闭合的。如果所述判定是肯定的，则系统进行到步骤86，断开开关SW2并将IC-1的增益改变到下一较高电平上。然而如果步骤84中的判定是否定的，则系统进行到步骤88判定辐值Amax是否大于0.85伏并且等于或小于8.50伏。如果在步骤88中的判定是肯定的，则系统进行到步骤90，保持开关SW1、SW2的现有状态。
如果步骤88中的判定是否定的，则系统进行到步骤92，判定Amax是否等于或小于0.85伏；如果是肯定的，则系统进行到步骤94并判别SW1与SW2两者是否都断开。如果步骤92中的判定是否定的并且Amax大于8.50伏，则系统进行到步骤96并判定SW1与SW2两者是否都断开。
如果步骤94中的判定是否定的，则系统进行到步骤98并判定是否SW1闭合而SW2断开。如果在步骤94中的判定是肯定的，则系统进行到步骤95并保持SW1与SW2的状态。
如果步骤98中的判定是肯定的，则系统在步骤99断开开关SW1。如果步骤98中的判定是否定的蕴含SW1与SW2两者都闭合，则系统进行到步骤100，断开开关SW2。
如果系统在步骤96中判定SW1与SW2是断开的，则系统进行到步骤102并闭合开关SW1。
如果步骤96中的判定是否定的，则系统进行到步骤104并判定是否SW1闭合而SW2断开。如果对步骤104的回答是肯定的，则系统进行到步骤106，闭合开关SW2。如果在步骤104的判定是否定的蕴含SW1与SW2两者都闭合，则系统进行到步骤108，保持SW1与SW2的状态。
下面的表II中给出的是图4的流程图的真值表。
参见图6、7及8，其中示出安装在基座110上的探头12的机械构造，基座110安装在用螺纹拧在设置或穿过外壳的壁或液体容器16的壁的孔中并用锁定螺母114固定在其中的管状空心容器112上。在本发明的目前实施例中，容器112具有直角构形，用于在其中接纳包含电连接到探头12及温度传感器18的引线的电缆116。如果想要，基座110可具有附加器件连接到其上，如下面对图10与11的实施例所描述的。探头12受到从基座110向上延伸到外壳16内的周围液体中的支承板118的支承。诸如接线端120等电接线端从支承结构118穿过基座110而延伸以便向引线24、26提供电连接。
参见图9，在该最佳实施例中示出安装在包括玻璃填充的聚四氟乙烯(PTFE)基板的基板122上的探头12，而基板122则安装在最好由诸如聚醚化物塑料等高介电材料制成的支承结构118上。
在本发明的当前最佳实施例中，探头12包含形成在基板122上的两个间隔的电极124、126，这两个电极带有如图9中所示的从其伸出的交指形指状物，以便构成分别用标号128、130表示的各电极的交指形平行电容元件的阵列。在本发明的当前实施例中，电极124、126的阵列具有大约2英寸的长度及大约一英寸的宽度，图9中用尺寸t表示的厚度大约为0.040英寸(1.0毫米)。在本发明的当前最佳实施例中，在图9中用参考字符S表示的间隔在大约0.127毫米至大约1.0毫米的范围内选择。
电极124、126可用研磨材料由包括玻璃填充的PTFE的印刷电路板构成，该印刷电路板具有覆盖在上面的大约.108毫米的金属表面，后者带有覆盖在上面的大约.005毫米的电镀镍镀层。作为替代，可用光刻法在玻璃填充的PTFE基板上淀积电极，包括大约�：穸鹊念讯撇悖笳叨朴写笤�1微米厚度的镍阴极溅镀层并且镀有大约200至大约400微英寸(508至1016×108埃)的镍镀层。
在本发明的当前实施例中，探头12的基板122由具有低介电常数(高介电性质)、高体电阻及最好不小于1012ohm-cm的高表面电阻的材料制成。
参见图5，已经为诸如用于重型卡车传动装置(HDTT)的润滑剂、自动传动装置液体以及客车发动机油(PCMO)等许多润滑液体样本在至少一赫兹的较高频率上通过探头12的电极的电流的测定值描绘出数据，以便确定从270°至470°K的宽广的温度范围上的液体的体阻抗变化引起的电流IB。估算了数据的带宽以便提供在图5中用参考字符B表示的上或高限曲线以及在图5中用参考字符A表示的下限值的曲线。所估算的各种感兴趣的液体具有对应于在1赫兹上测定的体阻抗的变化的电流值IB，该电流值落在图5中的高与低限曲线作为界限的范围内。在本发明的当前实施例中，将这些曲线的数据输入微软ExcelSpreadsheet“LINEST”多回归函数，曲线的表达式确定为如下高限＝1.15(108.1516-2222.4/(T+273.15))低限＝0.85×10(8.5489-2451.53/(T+273.15)参见图12至15，提供了作为加在用于各种车辆润滑液体的探头12上的AC电压的频率的函数的以Ohm为单位的电阻测定值的Bode曲线，其中所加的电压的频率扫过从14毫赫至10千赫的频率范围并为未污染的液体及被发动机冷却剂污染的液体提供了曲线族。图12是为90℃上的新液体提供的HDTT液体测定值，而图13是用过的HDTT液体的测定值曲线。图14为经过3,400英里市区内行驶之后从汽车曲轴箱排出的客车发动机油(PCMO)的Bode曲线；而图15为可购买的新的及用过105,000英里的自动传动装置液体的类似的Bode曲线。从图12至15可看出，基线或未污染的液体的曲线在从1赫兹到200赫兹的频率范围内基本上是平的，并且引入污染并不改变这一平坦性特征。因此已确认在这一范围中的频率上所取的电阻测定值是与液体状态无关的液体的体阻抗的指示。
然而从图12至15中可注意到，在大约30毫赫及以下的频率上取得的电阻测定值随着频率变化在曲线上出现陡峭的上升。此外，从图12至14注意到，在受测的液体中加入污染物，虽然在曲线上导致向下的位移，但并不在低频的曲线上得出陡峭的上升。还观察到取决于污染的程度，这些曲线在较低频率上一般保持平坦或下行。因此，证实了以下事实可将在诸如30毫赫的较低频率上液体的电阻测定值与这种液体在较低频率上的基线测定值进行比较来作出该液体是否在污染的影响下的有效判定。这可以通过以下方法来完成从基线液体获得值中减去在较低频率上为受测液体实时获取的值以及作出判定是否存在明显的差别并从而判定该液体是否受污染。
在本发明的当前实施例中，图12至15中提供的数据估算已指出，如果建立了最小阈值差，则可以实时执行电比较并且以电的方式提供液体状态的连续指示。
在本发明的当前实施例中，用于采用探头12的图1的实施例10的电路以及图3与图4的电路提供了测定与阻抗变化成正比变化的探头中的电流的系统，因此将电流的测定值认为是电阻变化的有效模拟。在本发明的当前实施例中，已将电流改变ΔI＝IB-IS(其中IS为在较高频率或1赫兹以上的频率上的电流测定值)的阈值建立在4毫微安(10-9安)的电平。换言之，如果系统检测到至少4毫微安的电流差，便认为该液体是可接受的或在未污染状态中并适合于继续使用。如果系统经常在高频与低频上测定的电流中检测到小于4毫微安(10-9安)的ΔI或差，系统便作出判定在该液体中存在明显的污染程度并应禁止进一步使用，并且系统给出存在故障状态的指示。
参见图2，在步骤132中系统读取温度传感器18提供的温度并在步骤134中作出判定温度是否在60℃以下，如果判定结果是肯定的，则系统进行到步骤136及提供故障指示并进行到步骤138提供报警中止信号，该信号断开140位置上的状态报警灯。
如果步骤134中的判定为否定，系统进行到步骤142并通过施加大约1赫兹到大约100赫兹的第一频率电压信号F1来确定该液体的体阻抗以及施加30毫赫频率的第二电压信号F2来确定探头电极的表面特征，来对液体进行测试。系统进行到步骤144来计算信号F1与F2之差D。然后系统进行到步骤146作出判定差D是否大于4毫微安(10-9安)的阈值。如果步骤146的判定是肯定的，则系统向“与”门148的一个输入端提供输入信号。如果步骤146中的判定是否定的，则系统向“或”门150输入信号并在步骤152点亮状态报警灯。
在步骤142中还将信号F1与F2加到计算机上，在步骤154中按照为图5的曲线展开的算法计算较高频测定值F1的上与下限F1H及F1L。然后在步骤156中将较高频测定值F1与在步骤154中计算的值比较，如果判定信号F是在步骤154中建立的上与下限范围内，则系统转到提供信号给“与”门148的第二输入端并在步骤140中中止状态报警灯。
然而，如果在步骤156中的判定是否定的，则系统转而在步骤152通过“或”门150提供激励报警灯的信号。
参见图10，总的以标号200表示所述系统的另一实施例，它采用图1的实施例10的探头12以及设置在容器16的液体14中的图1的实施例的温度传感器18，图10的实施例包含总的以202表示的液面传感器，它通�？梢园沧霸诨峁�110上，如图6至8所示。
参见图10，液位传感器202包含具有相同尺寸与构形并以间隔开的平行排列的形式设置的高液位电极板204与激励电极板206，如图6中所示。低液位电极板208最好设置在液体状态探头12的支承结构118上并且是为提供容器16中的液体14的不能接受的低液位的电指示而设计的。在本发明的当前实施例中，电极204、206、208是用与液体状态监测探头12的体阻抗激励所采用的相同的1赫兹电压激励的。
电极204沿受接地屏蔽214保护的线路212提供输入信号给放大器210；而放大器210的输出信号沿到达信号采集部件220的线路216加到总的以218表示的微控制器上。放大器210接收增益控制信号以便提供类似于放大器30的自动范围调整，这些信号是从微控制器218的数字控制部件226沿线路222、224提供的。
激励电极206接收沿线路228来自微控制器218的AC激励部件230的信号。低液位电极208沿接地屏蔽234的线路232提供输出信号给放大器236。放大器236的输出信号沿线路240加到微控制器218的信号采集部件220的输入端，而放大器236接收沿线路242、244来自微控制器218的放大增益控制部件226的增益控制信号。放大器236的增益控制功能可类似于参照图3对放大器30描述的功能，以提供“自动控制”功能。
微控制器218将来自数字部件246的输出信号沿线路250提供给液位报警灯248并且沿线路52提供给状态报警灯54。
如果愿意，可采用任选的测速传感器252，它沿线路254提供信号给测速放大器256，后者的输出信号沿线路258加到信号采集部件220上。
参见图11，以流程框图的形式描述图10的系统200的操作，其中系统在步骤260中从测速传感器252读取RPM(每分钟转数)并进行到步骤262。
系统还在步骤264中从传感器18读取温度并进行到步骤266，在其中判定温度是否低于0℃，在这种情况下系统进行到步骤268提供故障信号并进行到步骤270断开液面报警灯248。
如果系统在步骤266中判定液体温度等于或高于0℃，系统进行到步骤272通过读取来自电极204、202的输出测试液位，以及系统在步骤274中计算液位。然后系统进行到步骤262测试判定RPM是否等于或大于设定在300转/分的阈值水平以及液位是否低于设定在20转/分的预定阈值。如果判定是肯定的，则系统转到激励液位报警灯248。然而，如果判定是否定的，系统转到断开液位报警灯248。
系统还在步骤262中判定RPM(每分钟转数)是否低于300转阈值以及液位是否低于阈值液位40。如果后一判定是肯定的，则系统将激励液位报警灯248；然而，如果判定是否定的，则系统断开液位报警灯248。如果所执行的测试中任何一个是肯定的，则系统在步骤262中进行操作提供液位报警灯的激励，而如果测试中任何一个是否定的，则断开报警灯。
如参照图2所描述的，也将系统在步骤264中读取的温度输入到步骤134，并且对于对应的步骤，系统200的剩余功能与图2的用共同的标号表示的相同。
这样，本发明提供了用于实时监测液体系统中的液体、例如发动机或动力传动装置中的润滑剂的状态的低成本高效系统，并且提供该液体是否适合于继续工作以及可选地液位是否低于容许的最小值的连续的电指示。本系统采用电阻抗谱，从而液体状态感测探头具有平行电极阵列，后者加有第一高频信号的用于确定液体的体阻抗的恒定电平电压和用于确定电极表面状态的第二低频信号。系统在电气上确定所加的电压产生的电流的差值，并且将较高频率电流与液体的预定的已知状态进行比较，以及将电流差值与预定的阈值进行比较，以便判定对于继续工作液体状态是否可接受。
虽然上面已经就所示的实施例描述了本发明，但是，显然，本发明能够修改与变化并且只受下面的权利要求书的限制。
权利要求
1.一种用于监测液体系统中的液体状态的方法，它包括(a)构成一对电极，并且将所述电极布置成间隔开的大致平行的布局；(b)将所述电极至少部分地浸入所述液体中；(c)有恒定峰值的振荡式电流、依次以至少一个赫兹的第一频率以及以少于一个赫兹的第二频率、以某一时段在所述电极间流过；(d)测量电压值，其中，由处于所述第一频率的所述电流在所述电极间产生的电压值表示液体的体阻抗，由处于所述第二频率的所述电流在所述电极间产生的电压值则表示电极表面的阻抗，然后确定所测电压的差值；(e)将所测电压的所述差值跟合乎预定的可接受液体状态的基准值比较，确定所述比较是否指示一种不可接受的液体状态，并指示所述确定的结果。
2.权利要求1中定义的方法，其特征在于，所述的施加振荡式电压的步骤包括以所述时间量、在所述电极间施加处于所述第一和第二振荡频率的有某一恒定峰值的振荡式正弦电压。
3.权利要求1中定义的方法，其特征在于，加在所述电极的所述电压的频率随所述液体的温度来改变，以便校正液体的特性和状态因温度变化而引起的变更。
4.权利要求1中定义的方法，其特征在于，基准电平是以预定方式、根据所测液体的所测温度来改变，以便校正液体的特性及状态因温度的变化而引起的改变。
5.一种用于感测液体系统的状态的方法，它包括(a)构成一对电极，并且将所述电极布置成间隔开的布局；(b)将所述电极至少部分地浸入所述液体中；(c)在所述电极间施加有某一恒定的峰值、某一振荡频率的振荡电压；(d)以某一时段施加至少有一个赫兹的第一振荡频率的所述电压，并测量表示所述液体的体阻抗的电流值；(e)以某一时段施加少于一个赫兹的第二振荡频率的所述电压，并测量表示所述电极表面的阻抗的电流值；(f)计算所述的所测电流值的差值；并且(g)将所述的所测电流差值跟表征预定液体状态的基准值比较，给出该比较的电显示，并确定该比较是否指示液体状态的变化。
6.权利要求5中定义的方法，其特征在于，所述的施加处于所述第一频率的电压的步骤包括施加处于在10Hz到10kHz范围内的第一频率的所述电压的步骤。
7.权利要求5中定义的方法，其特征在于，所述的施加处于第二频率的所述电压的步骤包括施加处于在1mHz到30mHz范围内的频率的所述电压的步骤。
8.一种用于感测液体系统中的液体状态的方法，它包括(a)构成一对电极，并且将所述电极布置成间隔开的大致平行的布局；(b)将所述电极至少部分地浸入所述液体中；(c)施加有某一恒定峰值及振荡频率的振荡电压；(d)以某一时间量施加所述的至少有10Hz的第一振荡频率的所述电压，用以测量所述液体的体阻抗，并以所述某一时间量测量在所述第一频率下产生的电流值；(e)施加处于比所述第一频率为少的第二振荡频率的所述电压，以测量电极的表面阻抗，并以所述的某一时间量测量处于所述第二频率的电流值；(f)计算在所述第一和第二频率的所述的所测的电流差值；(g)将所述的电流差值跟表征预定的液体状态的基准值比较，以给出该比较的电显示，并确定该比较是否指示液体状态的变化。
9.权利要求8中定义的方法，其特征在于，所述的施加所述的处于第二频率的电压的步骤包括施加所述的处于比一个赫兹为少的频率的电压的步骤。
10.一种用于感测液体系统中液体状态的方法，它包括(a)构成一对电极，并且将所述电极布置成间隔开的大致平行的布局；(b)将所述电极至少部分地浸入所述液体中；(c)在所述电极间施加有某一恒定峰值和某一频率的振荡电压；(d)以某一时间量施加处于第一相当高的振荡频率的所述电压，以测量所述液体的体阻抗；(e)测量处于所述第一频率的电流值，将所测的电流跟关于可接受的液体的处于所述第一频率的所测电流比较，并确定所述的处于所述第一频率的所测电流是否在可接受的范围内；(f)施加所述的处于第二相当低的振荡频率的电压，以测量电极表面阻抗；(g)测量处于所述的第二振荡频率的电流值，并计算处于所述第一和第二频率的所述的所测的电流差值；(h)将所计算的电流差值与表征预定的液体状态的基准值比较，给出该比较的电显示，并确定所述比较是否指示液体状态的一个显著变化。
11.权利要求10中定义的方法，其特征在于，所述的以所述第一频率施加振荡的供电电压的步骤包括在10Hz到10kHz的范围内施加所述电压，并在1mHz至30mHz的范围内、以所述第二频率施加所述电压。
12.权利要求10中定义的方法，其特征在于所述构成一对电极的步骤包括构成一对具有电容量在2至20pF的范围(2-20×10-12F)内的电极。
全文摘要
一种液体状态监测器。将电容性间隔开阵列电极探头侵入液体中，并施加第一赫兹频率的振荡电压及作为液体体阻抗的模拟测定电流IB。还在探头上施加第二亚赫兹频率的电压并作为电极表面阻抗的模拟测定电流IS。确定各测定电流之差ΔI并与预定阈值比较，将测定的第一频率电流IB与凭关于已知的原始液体的经验确定的上与下极限值比较。如果ΔI低于阈值或IB不在上与下限之内，便宣告故障状态并激励指示灯而发出液体不适合于系统继续工作的警报。
文档编号G01N33/30GK1576833SQ20041005642
公开日2005年2月9日 申请日期1999年12月23日 优先权日1998年12月23日
发明者R·A·保尔, R·W·希尔特, M·H·波尔辛斯基, M·A·塞茨, J·E·汉森 申请人:易通公司
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