专利名称：发动机机油性能检测装置的制作方法
技术领域：
本发明属于测量或测试技术领域，涉及一种测定材料的化学或物理性质，特别是一种发动机机油性能检测装置。
背景技术：
发动机(Engine)是一种能够把其它形式的能转化为另一种能的机器，通常是把化学能转化为机械能。它广泛地被应用在汽车、发电机和轮船等装置中。机油，即发动机润滑油，能对发动机起到润滑、清洁、冷却、密封、减磨等作用。发动机是汽车的心脏，发动机内有许多相互摩擦运动的金属表面，这些部件运动速度快、环境差，工作温度可达400°C至600°C。在这样恶劣的工况下面，只有合格的润滑油才可降低发动机零件的磨损，延长使用寿命。显然，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，节约资源；若换油晚，则易造成发动机的损伤，影响发动机的寿命。为此，中华人民共和国制定的《汽油机油换油指标》(GB/T8028-1994)、《柴油机油换油指标》(GB/T7607-2002 )的标准，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，应当更换机油。 目前，人们常用的方法是通过汽车行驶里程、目测机油颜色或使用时间等条件判断；这样方法显然不科学也不合理。为此也有人设计出了不同的检测装置，如中国专利文献记载的一种机油粘性监测装置申请号200620104134. 9 ;公告号CN2911664Y；机油探测仪申请号200810009880. 3 ;公开号CN101509883A。上述装置或许均能检测机油的某一理化参数，但是存在着以下缺陷1、需要取样进行检测，而不能实时或间断地检测发动机内的机油，使司机不能及时地了解机油品质，仍然存在着错过更换机油时间的问题。2、检测机油的理化参数单一，不能科学且合理的判断出机油的品质。

发明内容
本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种能综合评定机油品质的发动机机油性能检测装置。本发明的目的可通过下列技术方案来实现一种发动机机油性能检测装置，其特征在于，本检测装置包括一个用于检测机油电容值的电容传感器和一个用于检测机油清澈度的红外传感器；本检测装置还包括一个用于显示结果的显示单元，一个与电容传感器、红外传感器和显示单元均电联接能分析处理电容传感器和红外传感器输入的信号且将分析处理结果传输给显示单元的处理器。机油变质时，油中部分碳氢化合物分子被氧化生成氧化物、酸和其他化学物质，使分子极化。随着氧化产物和热降解产物的积累，外来污染物的不断增加，油中极化分子也不断增多，导致油中的介电常数发生变化。同时，由于摩擦和磨损，磨损的金属粒子和其他导电性强的化合物也会使机油的介电常数发生变化。将电容作为测试量，即可区分不同油质；随着油品的变差，采样值逐渐增加。由于与空气接触及受热，易被逐渐氧化，随着油中的酸性物质、胶质、铁屑和浙青慢慢地增多，机油的颜色渐渐变黑，黏度也会逐渐下降，同时性能降低。随着油品的变差，机油的清澈度也逐渐降低，即红外传感器的采样值逐渐减小，尤其在样品坏油含量为20%时采样值急剧变小。通过长期的间断性实验(在不同天气、季节条件下)，获得了大量在不同环境条件下参数变化的相关数据，这些数据作为标准数据，并储存在处理器中，即处理器内存储有的电容临界值和清澈度临界值。临界值和检测数值均可以在单元显示中显示，人们可根据显示结果进行比较判断是否需要更换机油。处理器也可以将电容传感器检测数值与电容临界值和红外传感器检测数值与清澈度临界值进行比较，在单元显示中显示比较结果，这样人们可更直接地判断是否需要更换机油。其中一项检测数值不符合要求便可以更换机油。在上述的发动机机油性能检测装置中，所述的处理器包括PIC单片机和电容数字转换器；所述的电容传感器通过电容数字转换器与PIC单片机电联接；所述的红外传感器 和显示单元均与PIC单片机电联接。电容数字转换器将电容传感器转换为电压信号。在上述的发动机机油性能检测装置中，所述的显示单元为IXD1602。具有微功耗、体积小、显示内容丰富、超薄轻巧的优点。在上述的发动机机油性能检测装置中，所述的红外传感器包括基座，所述的基座上固定有接收管和发生管，所述的发生管的光线发射端面与接收管的光线接收端面相对设置。传统的红外传感器接收管和发射管是同方向的，但由于红外管要放入油箱中，此时返回值是红外管和油箱底或油箱壁反射回来的值，不能准确地反映机油老化、变质的状况。将接收管和发射管正对位置，这样接收到的信号值则是由不同品质机油直接且准确反映的数值。在上述的发动机机油性能检测装置中，所述的发生管的光线发射端面与所述的接收管的光线接收端面之间的距离为I 10 Cm。在上述的发动机机油性能检测装置中，所述的电容传感器包括壳体、固定在壳体上的第一连接板和第二连接板；所述的第一连接板垂直地固定有多片第一电容器板，所述的第二连接板垂直地固定有多片第二电容器板，所述的第一电容器板和第二电容器板彼此平行且交替地相邻布置。该结构的探头呈栅状，栅状探头的好处是可以通过改变各个平行间距或是增加接触面积来改变测得的电容值，所测得值也相对稳定可靠。同时，栅状探头更容易清理，保证探头的清洁以提高测试的准确性。在上述的发动机机油性能检测装置中，所述的壳体和基座通过采用绝缘材料制成的连接座固定连接。连接座将两个传感器连接使其成为一组合式部件，使两个传感器更容易被安装。采用绝缘材料能有效地防止微电流漏爬。在上述的发动机机油性能检测装置中，所述的绝缘材料为聚四氟乙烯或陶瓷。在上述的发动机机油性能检测装置中，所述的红外传感器和电容传感器之间的最小距离为I 10 Cm。在上述的发动机机油性能检测装置中，所述的红外传感器能产生的波长为850 950nm中的任意一数值。根据不同的机油可选择不同的波长，即波长与机油型号一一对应，这样能有效地提高检测的准确性。根据实际检测情况，在上述的发动机机油性能检测装置中，所述的发动机包括具有储油腔的油底壳，所述的电容传感器和红外传感器均位于储油腔内。该结构能使本检测装置实时或间隔地检测发动机内机油的理化参数，及时了解机油品质，避免错过更换机油的时机。在上述的发动机机油性能检测装置中，所述的连接座通过螺栓与油底壳固定连接。与现有技术相比，本发动机机油性能检测装置具有以下优点
I、电容传感器和红外传感器便有效且综合地评价了机油的粘度、水分、开口闪点、酸值、铁含量、正戊烷不溶物等理化参数，由此具有检测参数全面、方法科学合理和结果准确的优点。2、红外传感器产生的波长能够调整，使之与机油型号一一对应，由此具有测试范围广且准确的优点。3、将电容传感器和红外传感器设置在油底壳内，可实时或间隔地检测发动机内的机油品质，司机可及时且准确的更换机油，既有效地保证了更换机油的时机。4、电容传感器和红外传感器的结构均有效地提高且保证了检测结果的准确性。


图I是本发动机机油性能检测装置的电路原理图。图2是本发动机机油性能检测装置中红外传感器的原理图。图3是本发动机机油性能检测装置中电容传感器的原理图。图4是本发明中红外传感器和电容传感器组合结构示意图。图中，I、红外传感器；11、发生管；12、接收管；13、基座；2、电容传感器；21、壳体；22、第一连接板；23、第一电容器板；24、第二连接板；25、第二电容器板；3、显示单元；4、PIC单片机；5、电容数字转换器；6、键盘；7、连接座。
具体实施例方式以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。如图I所示，本发动机机油性能检测装置包括一个用于检测机油电容值的电容传感器2、一个用于检测机油清澈度的红外传感器I、一个用于显示结果的显示单元3和一个处理器。具体来说，如图3所不，电容传感器2包括壳体21、固定在壳体21上的第一连接板22和第二连接板24 ;第一连接板22垂直地固定有多片第一电容器板23，第二连接板24垂直地固定有多片第二电容器板25,第一电容器板23和第二电容器板25彼此平行且交替地相邻布置。本实施例附图给出的第一电容器板23和第二电容器板25的片数相等，且均为5片，在实际中第一电容器板23和第二电容器板25的片数均可以为3 10片中的任意一数值。红外传感器I能产生的波长为850 950nm中的任意一数值。根据不同的机油可选择不同的波长，即波长与机油型号一一对应。红外传感器I的工作电压为117 211V，工作电流为20mA ;在实际测试中波长一般选用850nm、900nm和950nm ;在测试不同的油中转
换电压值。如图2所示，红外传感器I包括基座13，基座13上固定有接收管12和发生管11，发生管11的光线发射端面与接收管12的光线接收端面相对设置。发生管11的光线发射端面与所述的接收管12的光线接收端面之间的距离为I 10 cm ;根据不同的机油型号可选择适合的距离。由此，从发生管11发出的光波透过被测的机油后直接被接收管12接收，这样有效地提高检测数值的准确性。如图4所示，壳体21和基座13通过采用绝缘材料制成的连接座7固定连接。绝缘材料为聚四氟乙烯或陶瓷。同时，保证红外传感器I和电容传感器2之间的最小距离为
1 10 Cm。显示单元3 为 LCD1602 或 LCD1604。电容传感器2、红外传感器I和显示单元3均与处理器电联接。处理器能分析处理电容传感器2和红外传感器I输入的信号且将分析处理结果传输给显示单元3。处理器包括PIC单片机4和电容数字转换器5 ；电容传感器2通过电容数字转换器5与PIC单片机4电联接；红外传感器I和显示单元3均与PIC单片机4电联接。通过长期的间断性实验(在不同天气、季节条件下)，获得了大量在不同环境条件下参数变化的相关数据，这些数据作为标准数据，并储存在处理器中，即处理器内存储有的电容临界值和清澈度临界值。发动机机油的好坏通过红外传感器I的采样值和电容传感器2采样值这两个参数进行辨别是非常有效的，且检测得到的值相对稳定可靠。通过红外传感器I与电容传感器2两路分别对油品进行检测，给出了相关预警值和报警值，既当其中一个参数超过临界值时 将会预警，如显示单元3低频率地闪烁；而两者同时超过各自临界值时将会报警，如显示单元3高频率地闪烁。本发动机机油性能检测装置还包括一组与PIC单片机4电联接且能向PIC单片机4输入信号的键盘6，键盘6包括复位键、油品选择键和数据显示键。在输入油品选择信号后，PIC单片机4会采集和转换红外传感器I给出的电压。根据实际情况，PIC单片机4还可以采用车载E⑶或PC替换。为了实时或间隔地检测发动机内机油的理化参数，及时了解机油品质，避免错过更换机油的时机；发动机包括具有储油腔的油底壳，可将电容传感器2和红外传感器I均置于储油腔内且能浸入机油内。连接座7通过螺栓与油底壳固定连接，由此避免发达机构工作时传感器随机油运动。本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。尽管本文较多地使用了红外传感器I ;发生管11 ;接收管12 ;基座13 ;电容传感器
2;壳体21 ;第一连接板22 ;第一电容器板23 ;第二连接板24 ;第二电容器板25 ;显不单兀
3；PIC单片机4 ；电容数字转换器5 ;键盘6 ;连接座7等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精 神相违背的。
权利要求
1.一种发动机机油性能检测装置，其特征在于，本检测装置包括一个用于检测机油电容值的电容传感器(2)和一个用于检测机油清澈度的红外传感器(I);本检测装置还包括一个用于显示结果的显示单元(3)，一个与电容传感器(2)、红外传感器(I)和显示单元(3)均电联接能分析处理电容传感器(2)和红外传感器(I)输入的信号且将分析处理结果传输给显示单元(3)的处理器。
2.根据权利要求I所述的发动机机油性能检测装置，其特征在于，所述的处理器包括PIC单片机(4)和电容数字转换器(5);所述的电容传感器(2)通过电容数字转换器(5)与PIC单片机(4)电联接；所述的红外传感器(I)和显示单元(3)均与PIC单片机(4)电联接。
3.根据权利要求2所述的发动机机油性能检测装置，其特征在于，所述的显示单元(3)为 LCD1602。
4.根据权利要求I或2或3所述的发动机机油性能检测装置，其特征在于，所述的红外传感器(I)包括基座(13)，所述的基座(13)上固定有接收管(12)和发生管(11)，所述的发生管(11)的光线发射端面与接收管(12)的光线接收端面相对设置。
5.根据权利要求4所述的发动机机油性能检测装置，其特征在于，所述的发生管(11)的光线发射端面与所述的接收管(12)的光线接收端面之间的距离为I 10 Cm。
6.根据权利要求4所述的发动机机油性能检测装置，其特征在于，所述的电容传感器(2)包括壳体(21)、固定在壳体(21)上的第一连接板(22)和第二连接板(24);所述的第一连接板(22)垂直地固定有多片第一电容器板(23)，所述的第二连接板(24)垂直地固定有多片第二电容器板(25)，所述的第一电容器板(23)和第二电容器板(25)彼此平行且交替地相邻布置。
7.根据权利要求6所述的发动机机油性能检测装置，其特征在于，所述的壳体(21)和基座(13 )通过采用绝缘材料制成的连接座(7 )固定连接。
8.根据权利要求7所述的发动机机油性能检测装置，其特征在于，所述的绝缘材料为聚四氟乙烯或陶瓷。
9.根据权利要求I或2或3所述的发动机机油性能检测装置，其特征在于，所述的红外传感器(I)能产生的波长为850 950nm中的任意一数值。
10.根据权利要求7所述的发动机机油性能检测装置，其特征在于，所述的连接座(7)通过螺栓与油底壳固定连接。
全文摘要
本发明提供了一种发动机机油性能检测装置，属于测量技术领域。它解决了现有的检测机油的理化参数单一，不能科学且合理的判断出机油的品质的问题。本发动机机油性能检测装置，包括一个用于检测机油电容值的电容传感器和一个用于检测机油清澈度的红外传感器；本检测装置还包括一个用于显示结果的显示单元，一个与电容传感器、红外传感器和显示单元均电联接能分析处理电容传感器和红外传感器输入的信号且将分析处理结果传输给显示单元的处理器。本发动机机油性能检测装置的电容传感器和红外传感器便有效且综合地评价了机油的粘度、水分、开口闪点、酸值、铁含量、正戊烷不溶物等理化参数，由此具有检测参数全面、方法科学合理和结果准确的优点。
文档编号G01N21/35GK102830085SQ201210313438
公开日2012年12月19日 申请日期2012年8月30日 优先权日2012年8月30日
发明者李亚南, 陈文强, 潘之杰, 赵福全 申请人:浙江吉利汽车研究院有限公司杭州分公司, 浙江吉利汽车研究院有限公司, 浙江吉利控股集团有限公司