Представляем проект системы для измерения проникания в масло двигателя воды. Один из знакомых производит механизмы погружной конструкции и нужно контролировать их герметичность путем исследования качества и чистоты масла, которым заполнена машина. Начали тестирование доступных приборов, зондов и датчиков, но оказалось, что ни одно из устройств не отвечает ожиданиям заказчика. решено было разработать схему и конструкцию, которая будет соответствовать требованиям заказчика.

Сопротивление масла изменяется в течение времени. Эта система проверяет, не попала ли вода внутрь электрической машины, что приведет к повреждению уплотнений.

Измерительная система устанавливается в шкафу управления на поверхности, а зонд (проволока) в погруженную часть мотора или механизма. Соединение выполнено экранированным проводом.

Тесты и испытания

Взяли несколько тестовых растворов (5% содержание воды в масле). После измерения оказалось, что обычный мультиметр даже на больших диапазонах сопротивления, не показывает ничего. Решено увеличить контрольное напряжение и использовать мегаомметр с рабочим напряжением 500VDC. При зазоре между электродами около 10 мм измеритель уже указал какое-то значение.

Схема тестера

На первый взгляд показалось всё сделать очень просто, но оказалось, что получить напряжения порядка 300 В гальванически изолированное от источника сетевого питания, а также без применения преобразователя – не так легко.

Тогда взяли умножитель напряжения, который заряжает конденсатор 2.2 uF на 450 В. Ток, выходящий из измерительного разъема потенциал ограничили резистором 100 кОм. В системе ввода применён МОП-транзистор, триггер времени и опторазвязка.

Выход – два транзистора, где один работает как датчик, второй как контакт NC. При последующих модернизациях в систему добавлен подстроечник для регулировки чувствительности.

• Преимущества: питание стандартное 220 В, выход гальванически изолированы контакты NO и NC, измерение сопротивления относительно массы, системы измерения гальванически изолированы от напряжения питания, низкая цена.
• Недостаток: большая инерционность системы, так как дубликатор медленно загружается.

Макет проверялся неоднократно для проверки чистоты масла мощного электрического двигателя. Система работает уже 2 года и исправно тестирует.

Проверка диэлектрической проницаемости масла

Второй вариант устройства для проверки герметичности, заключается в измерении диэлектрической проницаемости масла. Две пластины, являющиеся обкладками конденсатора, работающего в ветви моста Максвелла-Вина, питаемого от генератора высокого напряжения, например на NE555, представляют собой датчик, а выход моста подавать на усилитель и компаратор.

Его преимущество – практически мгновенное срабатывание измерения качества масла. Вот PDF документ со схемой и подробным описанием данного метода.