Результат интеллектуальной деятельности: Устройство для определения содержания воды и других примесей в дизельном топливе

Изобретение относится к эксплуатации автотракторной техники, а в частности к способам контроля качества топлива на содержание воды и подготовки топлива к сгоранию.

Известно устройство для ультразвукового исследования дизельного топлива (№57013 U1 RU, опубл. 27.09.2006), содержащее генератор прямоугольных импульсов, водяной термостат, рабочую камеру с исследуемым топливом и размещенными в ней пьезоизлучателем и приемным пьезоэлементом, которая позволяет определить основные показатели дизельного топлива и выводить информацию в цифровом виде аналитического блока.

К недостаткам вышеприведенного устройства является низкая точность измерения и недостаточное число показателей качества топлива, а также большое влияние субъективного фактора.

Так же известно устройство контроля качества жидких смесей (Артюнов О.С. Датчики состава и свойств веществ / Орлик Сергеевич Арутюнов - М. - Л.: Энергия, 1966. - 160 с.), в котором исследуемая жидкость поступает в датчик, представляющий собой конденсатор с определенной емкостью, измерение сводится к определению величины емкости конденсатора и диэлектрической проницаемости среды, являющийся функцией ее состава.

К недостаткам этого устройства можно отнести сложность устройства измерительного моста и неточность вследствие зависимости диэлектрической проницаемости от температуры жидкой смеси.

Известен способ контроля обводненности дизельного топлива (№ SU 1814694, опубл. 07.05.1993), реализованный устройством, которое содержит датчик контроля, установленный в нижней части фильтра тонкой очистки, между корпусом и крышкой датчика установлена крупноячеистая сетка, на которой помещен химический реагент. В осевом отверстии крышки установлена трубка из прозрачного материала и в ее нижней части установлены светодиод и фотодиод, в корпусе установлена вторая трубка из прозрачного материала, в верхней части которой размещен светодиод и фоторезистор. Дизельное топливо поступает в фильтр, и когда уровень воды достигнет верхнего торца первой трубки, вода поступает в полость датчика, и при контакте с химическим реагентом происходит химическая реакция с выделением водорода. Изменения светового потока вследствие наличия водорода фиксируются фотодиодом, сигнал с которого обрабатывается и генерируется сигнал о предельном уровне воды в фильтре.

Недостатком вышеприведенного устройства является необходимость установки фильтров-сепараторов для удаления воды и устройств возврата в исходное состояние.

Наиболее близким аналогом к предлагаемому техническому решению служит устройство определения содержания воды в топливе оптическими средствами (№ WO 2011027099, опубл. 10.03.2011). В устройстве использованы полимерные оптические волокна чувствительные к наличию воды, которые изменяют свои оптические свойства в присутствии воды в жидком топливе. Водопроницаемость материала оптических волокон позволяет воде проникать в волокна и, тем самым, влиять на его показатель преломления или геометрию и, следовательно, изменять характеристику отражения или пропускания, по которой судят о количестве воды в топливе.

Предлагаемое изобретение обеспечивает новый технический результат - возможность оперативного анализа состояния дизельного топлива на содержание воды.

Данный технический результат достигается тем, что в устройстве для определения содержания воды в дизельном топливе, включающем оптическое волокно, излучатель световых волн, приемник световых волн, измерительную емкость, блок управления, в измерительной емкости установлены канал подвода топлива, пьезоэлектрический датчик температуры, обратный клапан, жиклерное отверстие и оптические волокна, ориентированные к потоку под углом 90° и обвитые тонкоскрученным волокном в виде спирали из водопоглощающего материала.

Оптические волокна, обвитые тонкоскрученным волокном в виде спирали из водопоглощающего материала, повышают скорость диффузии воды в материал, которое влияет на время отклика устройства в целом.

Удерживание светового импульса происходит вследствие того, что коэффициент преломления оптического волокна выше, чем у обвитой оболочки, таким образом происходит полное отражение светового луча внутри оптического волокна, при отсутствиях воды в топливе.

Температура топлива влияет на оптические свойства волокна, вследствие появляются искажения световых сигналов что в свою очередь ведет к недостоверности полученных результатов, для исключения этого фактора устанавливается пьезоэлектрический датчик температуры, по показаниям которого формируется поправочный коэффициент.

Представлена принципиальная схема предложенного устройства.

Данное устройство состоит из измерительной емкости 1, в которой имеются два сквозных канала 2 и 3. На подводном канале 2 установлен обратный клапан 4. В центральной части емкости 1 имеются оптические волокна 5 на которую обвиты тонкоскрученные волокна в виде спирали из водопоглощающего материала 6 и ориентированные по потоку движения топлива под углом 90°. В нижней части устройства установлен пьезоэлектрический датчик температуры 7. На выходном канале отвода топлива имеется жиклерное отверстие 3. С наружней стороны устройства паралельно оптическим волокнам 5 диаметрально противоположно установлены излучатель 8 световых волн и приемник 9 соединенные с блоком управления 10.

Предложенное устройство работает следующим образом.

Топливо под давлением подается по каналу 2, преодолевая усилие пружины обратного клапана 4, в емкость 1. Клапан 4 необходим для предотвращения вспенивания топлива. Излучатель 8 направляет последовательность световых волн заданной длины через оптическое волокно 5. Приемник 9 определяет изменение сдвига волны светового излучения. При присутствии в топливе воды, происходит ее диффузия в тонкоскрученные волокна из водопоглощающего материала 6, которые вызывают изменение оптических свойств волокна 5. Пьезоэлектрический датчик температуры 7 определяет температуру тестируемого топлива и служит корректировочным коэффициентом для обработки блоком управления 10. На пути выхода жидкости из емкости 1 жиклерное отверстие 3 создает препятствие течению жидкости и служит ограничителем пропускной способности.

Предлагаемое изобретение обеспечивает возможность оперативного анализа состояния дизельного топлива на содержание воды.