DE69923937T2

DE69923937T2 - Überwachung des Zustandes von einem Fluidum

Info

Publication number: DE69923937T2
Application number: DE69923937T
Authority: DE
Inventors: Robert A. South Milwaukee Bauer; Richard W. Milwaukee Hirthe; Mark H. Elm Grove Polczynski; Martin A. Brookfield Seitz; James E. Oak Creek Hansen
Original assignee: Eaton Corp
Current assignee: Eaton Corp
Priority date: 1998-12-23
Filing date: 1999-12-17
Publication date: 2006-04-06
Anticipated expiration: 2019-12-18
Also published as: CN1576833A; US6278281B1; CN1192229C; EP1014082B1; ATE290206T1; EP1014082A2; KR20000048376A; ES2237024T3; EP1014082A3; CA2293049A1; CN1258002A; DE69923937D1; JP2000193619A; BR9907347A; CA2293049C

Description

HINTERGRUND ZU DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft Vorrichtungen oder Systeme zur Überwachung des Zustands eines Arbeitsmediums in einem System, wie beispielsweise eines Schmieröls in einem Motor oder einer Kraftübertragungsvorrichtung, wo das Öl durch Eindringung fremder Substanzen, beispielsweise eines Motorkühlmittels, einer Verunreinigung unterliegt oder auf Grund einer chemischen Aktivität der Verbrennungsprodukte eine Beeinträchtigung oder eine Alterung erfährt.
Beim Betrieb von Kraftfahrzeugen besteht seit langem der Wunsch, in der Lage zu sein, das Fluid in den Kraftübertragungskomponenten, beispielsweise dem Motor und den Schaltgetrieben, in Echtzeit oder im laufenden Betrieb während des Betriebs des Fahrzeugs zu überwachen, und ferner die Möglichkeit zu haben, eine Warnung oder eine Anzeige für den Fahrzeugführer bereitzustellen, dass das Schmierfluid einen derartigen Verunreinigungs- oder Verschlechterungszustand erreicht hat, das es für einen fortgesetzten Betrieb als ungeeignet angesehen wird. Es sind hierfür Versuche unternommen worden, die Wechselstromwiderstandsspektroskopie (Alternating Current Impedance Spectroscopy) einzusetzen, um die Widerstandsänderung zu erfassen, wenn ein schwacher Strom durch einen in dem Fluid eingetauchten Kondensator fließt. Beispiele für derartige bekannte Systeme, die die Wechselstromwiderstandsspektroskopie anwenden, umfassen diejenigen, die in der US-Patentschrift 4 733 556 von Meitzler, et al., der US-Patentschrift 5 274 335 von Wang, et al. und der US-Patentschrift 4 646 070 von Yasuha ra, et al. beschrieben sind. Diese Systeme beschreiben die Anwendung von Wechselstromwiderstandsspektroskopietechniken zur Bestimmung des Zustands eines Schmieröls eines Verbrennungsmotors, der von einer Verunreinigung mit einem Kühlmittel eines Motors und von einer Verschlechterung auf Grund des chemischen Effektes der Verbrennungsprodukte sowie von einer Alterung des Motorschmieröls herrührt. Die vorerwähnten bekannten Systeme verwenden die Technik, wonach ein Wechselstrom mit relativ hoher Frequenz an den Platten eines Kondensators angelegt und die Änderung des daran gemessenen Widerstandes bestimmt wird. Gewöhnlich liegen derartige Frequenzen in dem mehrfachen Hertz-Bereich, im Allgemeinen zwischen 10 Hertz und 500 Kilohertz.
Ein bekannter Bericht über eine frühere Arbeit ist in der Veröffentlichung „The Applications Of AC Impedance Technique For Detecting Glycol Contamination In Engine Oil" von S. S. Wang, et al. beschrieben, die am 4. Januar 1997 durch die Elselvier Science S. A, veröffentlicht wurde. Diese jüngste Arbeit beschreibt das Scannen des eingetauchten Kondensators mit einer sinusförmigen Spannung mit einem Scheitelwert von 2,5 Volt über einem Frequenzbereich von einem Millihertz bis zu einem Kilohertz. Jedoch benutzte diese jüngste Arbeit lediglich den Körperwiderstand des Fluids, wie dieser durch Verwendung von Frequenzen in dem Bereich zwischen 100 Hertz und einem Kilohertz ermittelt wurde, und ist für eine fahrzeugeigene kontinuierliche Fluidüberwachung nicht geeignet.
JP-57108650 beschreibt eine Vorrichtung zur Erfassung des Mischverhältnisses von Alkohol und des Wassergehaltes durch Messung des Widerstandes zwischen einem Elektrodenpaar, das in einer Alkohol enthaltenden Flüssigkeit einge taucht ist, mittels zweier unterschiedlicher Frequenzen und durch Berechnung zweier gemessener Widerstandswerte. Es wird angenommen, dass der Widerstandswert, der bei einer der Frequenzen erhalten wird, dem Alkoholmischverhältnis entspricht, während der Wassergehalt unter Verwendung eines bestimmten Algorithmus berechnet wird. DE-1 489 814 betrifft eine Messanordnung zur Erfassung einer charakteristischen Eigenschaft eines dielektrischen Materials mit einem Paar Elektroden, die im Abstand zueinander angeordnet und wenigstens teilweise in einem zu überprüfenden Fluid eingetaucht sind. Über den Elektroden wird eine oszillierende Spannung in einem Frequenzbereich zwischen 100 und 500 Kilohertz angelegt. Innerhalb dieses Bereiches werden für Widerstandsmessungen zwei Signale mit unterschiedlichen Frequenzen erzeugt. Schließlich ist es aus der US-A-5 824 889 bekannt, einen Sensor für die Ölverschlechterung und -verunreinigung vorzusehen, der die Messungen der Motorölverschlechterung derart anpasst, dass die Effekte der Motoröltemperaturänderungen kompensiert werden.
Keines der vorerwähnten Systeme nach dem Stand der Technik hat jedoch eine kostengünstige und nützliche Technik für die Überwachung des Zustandes von Schmierfluiden an Bord eines Fahrzeugs geschaffen, so dass es erwünscht ist, einen Weg oder ein Mittel zur Schaffung eines einfachen, kostengünstigen Systems bereitzustellen, das dazu eingerichtet ist eine Verunreinigung oder Verschlechterung von Schmierfluiden, insbesondere solchen, die in Fahrzeugmotor- und Schaltgetriebeanwendungen verwendet werden, anzuzeigen.
KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung stellt eine nützliche und neue Technik zur Anwendung der Wechselstromwiderstandsspektroskopie bereit, um den Zustand von Arbeitsmedien, beispielsweise Schmiermitteln zu überwachen, wobei die Technik für einen Eindsatz an Bord eines Kraftfahrzeugs geeignet ist, um eine Echtzeitüberwachung des Zustandes des Schmieröls in dem Motor oder Getriebe zu ermöglichen.
Die vorliegende Erfindung, wie sie in Anspruch 1 definiert ist, wendet eine oszillierende Spannung mit niedrigem Pegel über den Platten oder voneinander beabstandeten Elektroden eines Kondensators an, der in dem zu überwachenden Fluid eingetaucht ist, und misst den Strom des Signals, das bei einer ersten oder hohen Frequenz, die dem Körperwiderstand des Fluids zugeordnet ist, und bei einer zweiten niedrigen Frequenz zugeführt wird, die mit elektrochemischen Eigenschaften der Oberfläche der Elektrode verbunden ist, und bestimmt die Differenz zwischen dem ersten und dem zweiten gemessenen Strom. Der für die höhere Frequenz gemessene Strom wird mit Messungen verglichen, die bei der gleichen Frequenz für ein akzeptables Fluid vorgenommen wurden, um zu bestimmen, ob der für die höhere Frequenz, die den Körperwiderstandsmessungen zugeordnet ist, abgelesene Stromwert innerhalb vorbestimmter Grenzwerte liegt. Die Stromdifferenz wird mit einem vorbestimmten Schwellenwert verglichen, und falls beide vorerwähnten Bedingungen erfüllt sind, wird das Fluid als für einen weiteren Betrieb geeignet angesehen; falls eine beliebige Bedingung nicht erfüllt ist, liefert der Monitor jedoch eine elektrische Anzeige darüber, dass das Fluid für einen fortgesetzten Betrieb nicht geeignet ist.
In der bevorzugten Ausführungsform wird der Strom gemessen und für die Zwecke des Vergleichs in eine Spannung umgewandelt.
In einer weiteren Ausführungsform werden die Elektroden des Kondensators in der Nähe gesonderter plattenförmiger Elektroden angeordnet, denen die erste hochfrequente Signalspannung für die Zwecke einer Fluidpegelerfassung zugeführt wird; und die Schaltung zur Überwachung der den Fluidzustand erfassenden Kapazität wird außer Funktion gesetzt, falls der Pegeldetektor einen niedrigen Pegelzustand anzeigt.
Die vorliegende Erfindung stellt somit eine einfache, kostengünstige Technik für eine an Bord eines Fahrzeugs vornehmbare Echtzeit-Überwachung eines Schmierfluids bereit, das in Motoren und Schaltgetrieben von Kraftfahrzeugen und sonstigen Systemanwendungen mit einem Arbeitsmedium verwendet wird.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt ein Blockschaltbild der vorliegenden Erfindung in ihrer einfachsten Form;
2 zeigt ein Blockschaltbild des Rechenalgorithmus für das System nach 1;
3 zeigt ein Schaltungsschema für den Verstärker und Strom-Spannungs-Wandler für das System nach 1;
4 zeigt ein Blockschaltbild der Steuerlogik für die Schalter nach 3;
5 zeigt eine graphische Darstellung eines Stroms, der bei der höheren Frequenz für das System nach 1 gemessen wurde, aufgetragen als Funktion der Temperatur;
6 zeigt eine Querschnittsansicht der zur Überwachung des Fluidzustands dienenden Sonde des Systems nach 1;
7 zeigt eine untere Ansicht der Sonde nach 6;
8 zeigt eine von rechts betrachtete Ansicht der Sondeneinrichtung nach 6;
9 zeigt eine detaillierte Ansicht der Konfiguration der Elektroden für die Fluidüberwachungssonde nach 1;
10 zeigt ein Blockschaltbild einer abgewandelten Ausführungsform des Systems nach 1;
11 zeigt ein Blockschaltbild des in dem System nach 10 angewendeten Algorithmus;
12 zeigt ein Bode-Diagramm mit über der Frequenz aufgetragenem Widerstand bei drei Graden der Motorkühlmittelverunreinigung für ein neues synthetisches Getriebeschmiermittel für Schwerlastfahrzeuge;
13 zeigt ein der 12 ähnliches Bode-Diagramm für drei Kühlmittelverunreinigungsgrade eines gebrauchten synthetischen Getriebefluids für Schwerlastfahrzeuge;
14 zeigt ein Bode-Diagramm mit über der Frequenz aufgetragenem Widerstand für Messungen, die an einem gebrauchten abgelassenen synthetischen 10W30-Motoröl für Personenkraftfahrzeuge mit einer 5%igen Motorkühlmittelverunreinigung vorgenommen wurden; und
15 zeigt ein Bode-Diagramm mit aufgetragener Frequenz gegenüber dem Widerstand für Messungen, die an einem Fluid für ein Automatikgetriebe vorgenommen wurden.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Bezug nehmend auf 1 ist das Grundsystem gemäß der Erfindung allgemein mit 10 bezeichnet, wie es eine Sondeneinrichtung aufweist, die allgemein mit 12 bezeichnet ist und die wenigstens teilweise in ein Fluid 14 eintaucht, das in einem Behälter 16 enthalten ist, der durch ein Motorkurbelgehäuse oder ein Gehäuse eines Lastschaltgetriebes oder ein sonstiges Fluidgefäß gebildet sein kann. Die Sondeneinrichtung ist nachstehend in größerer Einzelheit beschrieben; ferner ist in dem Fluid 14 auch ein Temperatursensor eingetaucht, der eine temperaturabhängige Widerstandsvorrichtung 18 aufweist. Die Sonde 12 empfängt ein Eingangssignal über eine Leitung 24 von der Wechselstromanregungsgruppe 20 des Mikroprozessor basierten Mikrocontrollers, der allgemein bei 22 angezeigt ist, während das Ausgangssignal der Sondeneinrichtung 12 über eine Leitung 26, die eine geerdete Abschirmung 28 aufweist, dem Eingang eines Verstärkers und Strom-Spannungs-Wandlers 30 zugeführt wird, dessen Ausgang über eine Leitung 32 mit der Signalakquisitionsgruppe 34 des Mikrocontrollers 22 verbunden ist. Der Temperatursensor 18 ist über Leitungen 36, 38, die eine geerdete Abschirmung 42 haben, mit dem Eingang eines Verstärkers 40 verbunden. Der Ausgang des Verstärkers 40 ist auch über eine Leitung 43 mit der Signalakquisitionsgruppe 34 verbunden. Der Verstärker/Strom-Spannungs-Wandler 30 weist eine Verstärkungsfaktorsteuerungsfunktion mit „automatischer Bereichseinstellung" auf und ist derart angeschlossen, dass er über Leitungen 44, 46 Eingangssignale von einer digitalen Steuerungsgruppe 48 des Mikrocontrollers 22 entgegennimmt. Der Mikrocontroller weist eine Digitalausgangsleitungsgruppe 50 auf, die über eine Leitung 52 mit einer Zustandswarnanzeige 54 verbunden ist, um für deren Ansteuerung zu sorgen.
Der Mikrocontroller 22 enthält einen 8-Bit-Mikroprozessor 56, eine Speichergruppe 58, eine integrierte Software, die den Algorithmus für die Sonde 12 enthält, wie durch die Gruppe 60 angezeigt, sowie eine Adress- und Datensteuerungsfunktionsgruppe 62, wobei die Steuerung der zeitlichen Auslösung und die Interruptsteuerung durch eine Gruppe 64 ausgeführt wird.
Es versteht sich, dass die Sonde 12 und der Temperatursensor 18 auf einer gemeinsamen Tragkonstruktion montiert sein können, um durch eine Öffnung in dem Gehäuse oder Kasten 16 angeschlossen zu werden.
Der Temperatursensor 18 ist auf herkömmliche Weise mit einer Wheatstone-Brückenschaltung verbunden und bildet einen Zweig derselben; und deshalb sind die Details der Schaltung weggelassen worden, um die Kürze zu wahren. In der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung ist der Sensor 18 durch ein Platinelement auf einem Keramiksubstrat gebildet und weist eine zu der Temperaturänderung proportionale Widerstandsänderung mit einem Nennwiderstand von 100 Ohm bei 100°C und einem positiven Temperaturkoeffizienten von 0,00385 Ohm pro Ohm pro Grad Celsius auf. Ein geeignetes Keramiksubstrat, das bei der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung eingesetzt wird, misst ungefähr 2 mal 2 mal 1,3 Millimeter. In der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung ist der Sensor 18 durch ein (in 1 nicht veranschaulichtes) Schutzrohr aus Kupfer umgeben.
In der momentan bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Verstärker 30, 40 so nahe wie praktisch möglich an dem Gehäuse oder Kasten 16 montiert und können in einem geeigneten Schutzmantel eingeschlossen sein, wie er durch das Bezugszeichen 17 bezeichnet und in 1 mit gestrichelter Linie veranschaulicht ist. Eine derartige Anordnung begrenzt die Länge der geschirmten Kabel 42, 28 auf ein Minimum und reduziert Signalverluste zwischen der Sonde 12 und dem Temperatursensor 18 und ihren zugehörigen Verstärkern.
Bezug nehmend auf 3 nimmt der Verstärker 30 an seinem Eingangsanschluss ein Stromsignal von der Sondenausgangsleitung 26 entgegen, wobei das Signal dem invertierenden Eingang einer Vorrichtung IC-1 zugeführt wird, die durch einen Schutzring geschützt ist, der in gestrichelter Linie veranschaulicht und mit dem Bezugszeichen 66 bezeichnet ist. Die Sonde 12 wird durch eine Spannung einer Konstantversorgungsquelle mit einem Effektivwert (mittleren quadratischen Wert der Wechselspannung) von 1,0 V und einem Scheitelwert von 1,6 V bei einer ersten und einer zweiten Schwingungsfrequenz erregt, wobei die Spannung vorzugsweise eine sinusförmige alternierende Signalform mit Nulldurchgang aufweist. Es versteht sich jedoch, dass andere Formen einer oszillierenden Spannung eingesetzt werden können.
Dioden D1 und D2 verhindern, dass der Eingang über oder unter die Netzversorgungsspannung getrieben wird und sind mit der Eingangsleitung an einem Verbindungspunkt 68 sowie jeweils an den Pins 7 bzw. 4 des IC-1 angeschlossen. Bei der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung ist die Vorrichtung IC-1 durch ein Bauteil von Burr-Brown mit der Nummer OPA128 gebildet oder kann ein analoges Bauteil einer Strom-Spannungs-Wandlervorrichtung mit der Nummer 549 aufweisen. Der positive Eingang des IC-1 ist über eine Verbindungsstelle 70 mit der Erde verbunden. Der Ausgang des IC-1 ist mit der Leitung 32 über eine Verbindungsstelle 72 verbunden, die ferner über ein Widerstandsnetzwerk mit einer Verbindungsstelle 74 verbunden ist, die an die Eingangsleitung des IC-1 angeschlossen ist. Das Widerstandsnetzwerk enthält einen Widerstand R1, der an einem Zweig zwischen der Verbindungsstelle 72 und der Verbindungsstelle 74 angeschlossen ist, und einen hierzu parallel angeschlossenen Zweig, der einen Schalter SW1 und eine Reihenschaltung aus Widerständen R2 und R3 aufweist. Ein weiterer Zweig ist auch parallel zu R1 angeschlossen und weist einen Schalter SW2 auf, der mit einem Widerstand R4 in Reihe verbunden ist. Das Widerstandsnetzwerk ist erforderlich, um den Verstärkungsfaktor auf Grund der 3-Dekaden-Schwingung des von der Sonde 12 herrührenden Eingangsstromsignals automatisch einzustellen. Der Computer aktiviert in der Folge die Schalter SW1, SW2, damit diese geschlossen werden, um die Ausgangsspannung bei plus oder minus 8,5 Volt Scheitelspan nung, 6 Volt Effektivwert zu halten. Ein zwischen den Pins 5 und 1 des IC-1 angeschlossener Widerstand R5 bildet einen veränderbaren Potentiometer, der zur Nullpunkteinstellung vorgesehen ist.
In der momentan bevorzugten Ausführungsform sind die Schalter SW1, SW2 magnetisch betätigte Glas-Reed-Schalter und werden durch Erregung von Relaisspulen geschlossen, die mit 76 bzw. 78 bezeichnet sind und die jeweils auf ihrer einen Seite mit einer der Leitungen 44, 46 verbunden sind; und die gegenüberliegende Seite jeder Spule 76, 78 ist derart angeschlossen, dass sie die Gleichspannung mit 10 bis 15 V aus der Netzversorgung empfängt. Das Widerstandsnetzwerk dient dazu, den Verstärkungsfaktor der Vorrichtung IC-1 durch Änderung des Widerstandswertes in der Rückführungsschleife, die das Widerstandsnetzwerk aufweist, anzupassen.
Die Standardverstärkung, wenn SW1 und SW2 beide offen sind, ist lediglich durch R1 gebildet, der als Rückkopplungswiderstand dient und eine Umwandlung von einem Volt pro Nanoampere Eingangstrom an dem IC-1 herbeiführt. Bei geschlossenem SW1 sorgt der wirksame Widerstandswert der Widerstände R1, R2 und R3 für eine Umwandlung von 0,1 Volt pro Nanoampere; und wenn SW1 und SW2 beide geschlossen sind und R4 mit dem Netzwerk verbunden ist, beträgt die wirksame Verstärkung 1,01 V pro Nanoampere. Da SW1 und SW2 Glas-Reed-Relais sind, weisen sie einen extrem hohen Ableitwiderstand und eine niedrige Kapazität auf. Wenn die Signalakquisition mit der Sonde gestartet wird, bestimmt die Akquisitionsgruppe 34, ob ein beliebiger der Verstärkerausgänge in die Nähe der Sättigung getrieben ist. Falls dies der Fall ist, wird die Akquisition erneut gestartet, wobei der Verstärkungsfaktor dieses Verstärkers auf den nächst niedrigeren Zustand festgesetzt und erneut begonnen wird. Falls es bei einem beliebigen Stromfluss wieder zu einer Sättigung kommt, wird die Verstärkung ferner auf den niedrigsten Wert umgeschaltet. Somit wird der Verstärkungsfaktor des Verstärkers 30 je nach Bedarf individuell angepasst, bis eine vollständige Akquisitionssequenz bewerkstelligt werden kann. Die Akquisitionsgruppe 34 bewerkstelligt dies mittels einer „automatischen Bereichseinstellung" durch Reaktion auf eine Sättigung, indem sie ein logisches Signal an die Gruppe 48 zur Steuerung des Verstärkungsfaktors übermittelt, die wiederum Stromsignale an die entsprechenden Relaisspulen in der Verstärkergruppe 30 zur Steuerung der Schalter SW1, SW2 übermittelt. Es ist festgestellt worden, dass die Sonde 12 bei Temperaturen bis 90°C arbeiten sollte, so dass ein Bereich mit mehreren Dekaden der Verstärkungsfaktorsteuerung erforderlich sein können.
Unter Bezugnahme auf 3 sind die Bezeichnungen und Werte für die unterschiedlichen elektronischen Komponenten der Schaltung nachstehend in der Tabelle I angegeben.
Bezug nehmend auf 4 sind die Steuerungsfunktionen des Systems in Form eines Blockschaltbilds veranschaulicht, in dem das maximale Ausgangssignal des Verstärkers 30 für einen gegebenen Signalzyklus in Schritt 80 bestimmt wird, während der Status der Schalter SW1, SW2 in Schritt 82 ermittelt wird. Der Status vom Schritt 82 wird in Schritt 84 dazu verwendet, festzustellen, ob SW1 offen ist und der Schalter SW2 geschlossen ist. Falls die Feststellung positiv ist, schreitet das System zu Schritt 86 fort, um den Schalter SW2 zu öffnen und den Verstärkungsfaktor des IC-1 auf den nächst höheren Wert zu ändern. Falls jedoch die Feststellung in Schritt 84 negativ ist, fährt das System mit Schritt 88 fort, um zu bestimmen, ob die Amplitude A_max größer als 0,85 Volt und gleich oder weniger als 8,50 Volt ist. Falls die Bestimmung in Schritt 88 positiv ist, fährt das System mit Schritt 90 fort, um den momentanen Zustand der Schalter SW1, SW2 aufrechtzuerhalten.
Falls die Bestimmung in Schritt 88 negativ ist, fährt das System mit Schritt 92 fort, um zu bestimmen, ob A_max gleich oder weniger als 0,85 Volt ist; und für den positiven Fall fährt das System mit Schritt 94 fort und überprüft, ob SW1 und SW2 beide geöffnet sind. Falls die Bestimmung in Schritt 92 negativ ist und A_max größer als 8,50 Volt ist, fährt das System mit Schritt 96 fort und überprüft, ob SW1 und SW2 beide offen sind.
Falls die Bestimmung in Schritt 94 negativ ist, schreitet das System zu Schritt 98 fort und überprüft, ob SW1 geschlossen und SW2 geöffnet ist. Falls die Bestimmung in Schritt 94 positiv ist, fährt das System mit Schritt 95 fort und behält den Zustand von SW1 und SW2 bei.
Falls die Bestimmung in Schritt 98 positiv ist, öffnet das System den Schalter SW1 in Schritt 99. Falls die Bestimmung in Schritt 98 negativ ist, was bedeutet, dass sowohl SW1 als auch SW2 geschlossen ist, geht das System dazu über, den Schalter SW2 in Schritt 100 zu öffnen.
Falls das System in Schritt 96 bestimmt, dass SW1 und SW2 geöffnet sind, fährt das System mit Schritt 102 fort und schließt den Schalter SW1.
Falls die Bestimmung in Schritt 96 negativ ist, fährt das System mit Schritt 104 fort und überprüft, ob SW1 geschlossen und SW2 offen ist. Falls die Antwort auf den Schritt 104 positiv ist, geht das System zu Schritt 106 über, um den Schalter SW2 zu schließen. Falls die Bestimmung in Schritt 104 negativ ist, was bedeutet, dass sowohl SW1 als auch SW2 geschlossen sind, geht das System zu Schritt 108 über, um den Zustand von SW1 und SW2 beizubehalten.
Die Wahrheitstabelle für das Flussdiagramm nach 4 ist nachstehend in der Tabelle II angegeben.
Bezug nehmend auf 6, 7 und 8 ist der mechanische Aufbau der Sonde 12 veranschaulicht, wie diese auf einer Basis 110 montiert ist, die an einer rohrförmigen hohlen Aufnahme 112 angebracht ist, die in einer durch die Wand des Gehäuses oder die Wand des Fluidgefäßes 16 eingerichteten Öffnung eingeschraubt und darin mittels einer Gegenmutter 114 gesichert ist. In der momentanen Ausführungsform der Erfindung weist die Aufnahme 112 eine rechtwinklige Konfiguration auf, um darin ein Kabel 116 aufzunehmen, das die Leitungsdrähte für den elektrischen Anschluss an die Sonde 12 und den Temperatursensor 18 enthält. Falls gewünscht, kann die Basis 110 zusätzliche Vorrichtungen aufweisen, die an dieser befestigt sind, wie dies nachstehend mit Bezug auf die Ausführungsform gemäß 10 und 11 beschrieben ist. Die Sonde 12 ist durch eine Tragplatte 118 getragen, die von der Basis 110 nach oben in das sie umgebende Fluid in dem Gehäuse 16 ragt. Elektrische Anschlüsse, beispielsweise ein Anschluss 120, ragen von der Tragkonstruktion 118 durch die Basis 110 hindurch, um elektrische Verbindungen mit den Leitungsdrähten 24, 26 zu schaffen.
Bezug nehmend auf 9 ist die Sonde 12 in der bevorzugten Ausführungsform veranschaulicht, wie sie auf einem Substrat 122 montiert ist, das ein mit Glas gefülltes Substrat aus Polytetrafluorethylen (PTFE) aufweist; und das Substrat 122 ist auf der Tragkonstruktion 118 angebracht, die vorzugsweise aus einem HDK-Material (mit hoher Dielektrizitätskonstante), beispielsweise einem Polyetherimid-Kunststoff, gebildet ist.
In der momentan bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthält die Sonde 12 zwei auf dem Substrat 122 ausgebildete, voneinander beabstandete Elektroden 124, 126 mit ineinander greifenden Fingern, die wie in 9 veranschaulicht, von den Elektroden weg ragen, um für jede Elektrode ein Feld ineinander greifender paralleler kapazitiver Elemente zu bilden, die jeweils durch die Bezugszeichen 128, 130 bezeichnet sind. In der momentanen Ausführungsform der Erfindung weist das Elektrodenfeld 124, 126 eine Länge von ungefähr zwei Zoll und eine Weite von ungefähr einem Zoll mit einer Dicke, die in 9 durch die Dimension t angezeigt ist, von ungefähr 0,040 Zoll (1,0 mm) auf. In der momentan bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Abstand, der in 9 durch das Bezugszeichen S angezeigt ist, in dem Bereich von ungefähr 0,127 mm bis ungefähr 1,0 mm gewählt.
Die Elektroden 124, 126 können durch Abfräsen von Material aus einer Leiterplatte gebildet sein, die glasgefülltes PTFE mit einer darauf aufgetragenen Metalloberfläche von ungefähr 0,108 mm mit einem galvanischen Nickelüberzug darüber von ungefähr 0,005 mm aufweist. Alternativ können die Elektroden auf einem glasgefüllten PTFE-Substrat mittels Fotolithografie angeordnet werden, wozu eine Titanbeschichtung mit einer Dicke von ungefähr einem Angström mit einer durch Nickelaufsprühung erzielten Beschichtung mit einer Dicke von ungefähr einem Mikrometer und eine Galvanisierung mit einer Nickelbeschichtung von ungefähr 200 bis ungefähr 400 Mikrozoll (508 bis 1016 × 10⁸ Angström) gehören.
In der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung ist das Substrat 122 der Sonde 12 aus einem Material gebildet, das eine niedrige relative Dielektrizitätskonstante (starke Isoliereigenschaften), einen hohen Körperwiderstand und einen hohen Oberflächenwiderstand aufweist, der vorzugs weise nicht kleiner ist als 10¹² Ohm-cm.
Bezug nehmend auf 5 sind Daten von Messungen der Stromstärke durch die Elektroden der Sonde 12 für mehrere Proben eines Schmierfluids, beispielsweise eines Schmiermittels für Schwerlastfahrzeuggetriebe (HDTT, Heavy Duty Truck Transmissions), eines Fluids für Automatikgetriebe und einem Motoröl für Personenfahrzeuge (PCMO, Passenger Car Motor Oil), bei den höheren Frequenzen von wenigstens einem Hertz aufgezeichnet, um den Strom I_B zu bestimmen, der von Veränderungen des Körperwiderstandes des Fluids über einem weiten Bereich von Temperaturen von 270° bis 410° Kelvin herrührt. Die Bandspreizung der Daten wurde ausgewertet, um eine obere oder hohe Grenzkurve, die mit dem Bezugszeichen B in 5 bezeichnet ist, und eine Kurve für die untere Grenze der Werte zu erhalten, die in 5 mit dem Bezugszeichen A bezeichnet ist. Die unterschiedlichen interessierenden Fluide, die ausgewertet worden sind, haben die Stromwerte I_B, die der Änderung des Körperwiderstands entsprechen, wie bei einem Hertz gemessen, und die in einem Betriebszustandsbereich liegen, der durch die Kurven für die obere und untere Grenze in 5 begrenzt ist. Bei der momentanen Ausführung der Erfindung wurden die Daten für die Kurven in eine eine mehrfachen Regressionsfunktion aufweisende Tabelle „LINEST" von Microsoft Excel eingegeben und die Ausdrücke für die Kurven ermittelt, um zu lauten:
Obere Grenze = 1,15(10^{8,1515-2222,4/(T+273,15)})
Untere Grenze = 0,85 × 10(^{8,5489-2451,53/(T+273,15)}).
Bezugnehmend auf 12 bis 15 sind darin Bode-Diagramme für Messungen des Widerstandswertes in Ohm als Funk tion der Frequenz der Wechselspannung dargestellt, die bei unterschiedlichen Fahrzeugschmierfluide auf die Sonde 12 angewandt worden ist, wobei die Frequenz der angewandten Spannung einen Frequenzbereich von 14 Millihertz bis 10 Kilohertz durchläuft und wobei Kurvenscharen für ein verunreinigtes Fluid und ein mit einem Motorkühlmittel verunreinigtes Fluid dargestellt sind. 12 ist für Messungen eines HDTT-Fluids bei 90° Celsius für ein neues Fluid dargestellt; und 13 zeigt eine graphische Darstellung von Messungen bei einem gebrauchten HDTT-Fluid. 14 zeigt ein Bode-Diagramm für ein Personenkraftfahrzeugmotoröl (PCMO, Passenger Car Motor Oil), das nach 3400 Meilen einer Stadtfahrt aus einem Kurbelgehäuse eines Fahrzeugs abgelassen worden ist; und 15 zeigt ein ähnliches Bode-Diagramm für ein kommerziell erhältliches neues und für 105000 Meilen gebrauchtes Fluid für ein Automatikgetriebe. Es ist aus den 12 bis 15 zu erkennen, dass die Kurven für die Bezugslinie oder das verunreinigte Fluid in dem Frequenzbereich von einem Hertz bis 200 Hertz im Wesentlichen flach sind; und diese charakteristische Eigenschaft der Flachheit ändert sich nicht bei der Einführung einer Verunreinigung. Deshalb ist festgestellt worden, dass Widerstandsmessungen, die bei Frequenzen in diesem Bereich vorgenommen werden, Anzeichen für den Körperwiderstand des Fluids unabhängig von dem Fluidzustand bilden.
Jedoch ist aus den 12 bis 15 erkennbar, dass Messungen des Widerstandswertes, die bei Frequenzen von ungefähr 30 Millihertz und darunter vorgenommen werden, einen steilen Anstieg der Kurve mit Änderungen der Frequenz erfahren. Außerdem ist aus den 12 bis 14 ersichtlich, dass die Zugabe eines Verunreinigungsmittels zu dem gemessenen Fluid, obwohl diese eine Verschiebung nach unten in der Kurve bewirkt, nicht den steilen Anstieg in der Kurve bei den niedrigen Frequenzen zur Folge hat. Es lässt sich ferner beobachten, dass die Kurven bei den niedrigeren Frequenzen in Abhängigkeit von dem Grad der Verunreinigung im Wesentlichen flach bleiben oder in negativer Richtung abfallen. Demgemäß ist festgelegt worden, dass Messungen des Widerstandswertes des Fluids bei den niedrigen Frequenzen, wie beispielsweise bei 30 Millihertz mit den Bezugslinienmessungen für das Fluid an den niedrigeren Frequenzen verglichen werden können, um eine gültige Feststellung treffen zu können, ob das Fluid unter dem Einfluss einer Verunreinigung steht. Dies kann bewerkstelligt werden, indem die für das gemessene Fluid in Echtzeit an den niedrigeren Frequenzen erhaltenen Werte von den Werten subtrahiert werden, die für das Bezugslinienfluid erhalten werden, und eine Feststellung getroffen wird, ob eine beträchtliche Differenz vorliegt, und somit festgestellt wird, ob das Fluid verunreinigt ist.
Bei der vorliegenden Ausführung der Erfindung zeigt die Auswertung der in den 12 bis 15 dargestellten Daten an, dass, falls ein minimaler Differenzschwellenwert festgesetzt wird, ein elektrischer Vergleich in Echtzeit durchgeführt und eine kontinuierliche Anzeige des Fluidzustands auf elektrische Weise bereitgestellt werden kann.
In der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung ergibt die Schaltung, die für die Ausführungsform 10 nach 1 verwendet wird, die die Sonde 12 und die Schaltung nach 3 und 4 einsetzt, ein System, das den Strom in der Sonde misst, der proportional zu den Widerstandsänderungen variiert; und deshalb wird die Strommessung als ein gültiges Analogon für die Widerstandsänderung angesehen. In der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung ist ein Schwellenwert für die Stromänderung ΔI = I_B– I_S, wobei I_S die Strommessung an den höheren Frequenzen oder Frequenzen oberhalb eines Hertz darstellt, bei einer Stärke von 4 Nanoampere festgesetzt worden. In anderen Worten, falls eine Stromdifferenz von wenigstens 4 Nanoampere durch das System erfasst wird, wird das Fluid als akzeptabel oder in einem verunreinigten Zustand befindlich angesehen, und es ist für den weiteren Gebrauch geeignet. Falls das System ein ΔI oder eine Differenz der bei relativ hohen Frequenzen und niedrigen Frequenzen gemessenen Ströme von weniger als 4 Nanoampere erfasst, trifft das System die Feststellung, dass ein beträchtlicher Grad der Verunreinigung in dem Fluid vorliegt und ein weiterer Gebrauch verhindert werden sollte, so dass das System ein Anzeichen abgibt, das ein Fehlerzustand existiert.
Bezug nehmend auf 2 liest das System, die durch den Temperatursensor 18 gelieferte Temperatur in Schritt 132 ein und bestimmt in Schritt 134, ob die Temperatur unterhalb von 60° Celsius liegt, wobei für den Fall, dass das Ergebnis der Bestimmung positiv ist, das System zu Schritt 136 fortschreitet und eine Fehleranzeige bereitstellt sowie mit Schritt 138 fortfährt, um ein Warnungsdeaktivierungssignal bereitzustellen, das die Zustandswarnleuchte bei 140 abschaltet.
Falls eine Bestimmung in Schritt 134 negativ ist, fährt das System mit Schritt 142 fort und testet das Fluid durch Anwendung einer Spannung F1 bei einer ersten Frequenz von ungefähr einem Hertz bis ungefähr 100 Hertz, um den Körperwiderstand des Fluids zu bestimmen; und ein zweites Signal F2 wird bei einer Frequenz von 30 Millihertz ange wandt, um die Oberflächeneigenschaften der Elektrode der Sonde zu bestimmen. Das System schreitet zu Schritt 144, fort, um die Differenz D zwischen den Signalen F1 und F2 zu berechnen. Das System fährt anschließend mit Schritt 146 fort, um eine Bestimmung vorzunehmen, ob die Differenz D größer als der Schwellenwert von 4 Nanoampere ist. Falls die Bestimmung nach Schritt 146 positiv ist, liefert das System ein Eingangssignal an einem Eingang eines UND (AND)-Gatters 148. Falls die Bestimmung in Schritt 146 negativ ist, geht das System zu einem Eingang einer ODER (OR) – Einrichtung 150 über und bringt eine Zustandswarnleuchte in Schritt 152 zum Leuchten.
In Schritt 142 werden die Signale F1 und F2 ferner dem Computer in Schritt 154 zugeführt, wobei die obere und untere Grenze F1H und F1L für die Messungen F1 mit der höheren Frequenz entsprechend den Algorithmen berechnet werden, die für die Kurven nach 5 entwickelt worden sind. Die Messung F1 für die höhere Frequenz wird anschließend in Schritt 156 mit den Werten verglichen, die in Schritt 154 berechnet worden sind; und falls die Bestimmung getroffen worden ist, dass das Signal F1 innerhalb der in Schritt 154 festgelegten oberen und unteren Grenzen liegt, geht das System dazu über, ein Signal an dem zweiten Eingang des UND (AND)-Gatters 148 zu liefern, wobei die Zustandswarnleuchte in Schritt 140 deaktiviert wird.
Falls jedoch die Bestimmung in Schritt 156 negativ ist, liefert das System nachfolgend ein Signal durch das ODER (OR)- Gatter 150, um die Warnleuchte bei 152 zu aktivieren.
Bezugnehmend auf 10 ist eine weitere Ausführungs form des Systems allgemein bei 200 angezeigt, die die Sonde 12 der Ausführungsform 10 nach 1 und auch den Temperatursensor 18 gemäß der Ausführungsform nach 1 verwendet, der in dem Fluid 14 des Behälters 16 angeordnet ist. Die Ausführungsform nach 10 enthält einen allgemein bei 202 angezeigten Pegelsensor, der auf herkömmliche Weise auf der Basiskonstruktion 110 montiert sein kann, wie in den 6 bis 8 veranschaulicht.
Bezugnehmend auf 10 enthält der Pegelsensor 202 eine Hochpegel-Elektrodenplatte 204 und eine Anregungselektrodenplatte 206, die die gleiche Größe und den gleichen Aufbau haben und in einer parallelen Anordnung im Abstand zueinander eingerichtet sind, wie dies in 6 veranschaulicht ist. Eine Niedrigpegel-Elektrodenplatte 208 ist vorzugsweise auf der Tragkonstruktion 118 für die Fluidzustandssonde 12 angeordnet und dazu vorgesehen, ein elektrisches Anzeichen über einen inakzeptablen niedrigen Pegel des Fluids 14 in dem Behälter 16 bereitzustellen. In der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung werden die Elektroden 204, 206, 208 mit der gleichen Spannung von einem Hertz angeregt, wie diese für die Körperwiderstandsanregung der Fluidzustandsüberprüfungssonde 12 verwendet wird.
Die Elektrode 204 liefert ein Eingangssignal für den Verstärker 210 über eine Leitung 212, die durch eine geerdete Abschirmung 214 geschützt ist; und die Ausgabe des Verstärkers 210 wird dem allgemein mit 218 bezeichneten Mikrocontroller über eine Leitung 216 zugeführt, die zu der Signalakquisitionsgruppe 220 führt. Der Verstärker 210 empfängt Verstärkungsfaktorsteuersignale, um auf ähnliche Weise wie der Verstärker 30 für eine automatische Bereichsein stellung zu sorgen, wobei die Signale von der digitalen Steuerungsgruppe 226 des Mikrocontrollers 218 über Leitungen 222, 224 übermittelt werden.
Die Anregungselektrode 206 nimmt über eine Leitung 228 ein Signal von der Wechselspannungsanregungsgruppe 230 des Mikrocontrollers 218 entgegen. Die Niedrigpegel-Elektrode 208 liefert ein Ausgangssignal längs einer Leitung 232 mit einer geerdeten Abschirmung 234 zu einem Verstärker 236. Das Ausgangssignal des Verstärkers 236 wird über eine Leitung 240 auf den Eingang der Signalakquisitionsgruppe 220 des Mikrocontrollers 218 angewandt; und der Verstärker 236 empfängt Verstärkungsfaktorsteuerungssignale über Leitungen 242, 244 von der Verstärkungsfaktorsteuerungsgruppe 226 des Mikrocontrollers 218. Die Verstärkungsfaktorsteuerungsfunktion für den Verstärker 236 kann ähnlich derjenigen sein, die für den Verstärker 30 im Zusammenhang mit 3 beschrieben worden ist, um die Funktion einer „automatischen Steuerung" zur Verfügung zu stellen.
Der Mikrocontroller 218 liefert Ausgangssignale von der digitalen Gruppe 246 zu einer Pegelwarnleuchte 248 über eine Leitung 250 und zu der Zustandswarnleuchte 54 über eine Leitung 52.
Falls erwünscht, kann ein optionaler Tachometersensor 252 verwendet werden, der ein Signal über eine Leitung 254 an einen Tachometerverstärker 256 liefert, dessen Ausgangssignal der Signalakquisitionsgruppe 220 über eine Leitung 258 zugeführt wird.
Bezug nehmend auf 11 ist die Betriebsweise des Systems 200 nach 10 in Form eines schematischen Fluss diagramms beschrieben, in dem das System den Drehzahlwert von dem Tachometersensor 2 52 in Schritt 260 einliest und zum Schritt 262 übergeht.
Das System liest ferner die Temperatur von dem Sensor 18 in Schritt 264 ein und geht zu Schritt 266 über, wo eine Feststellung getroffen wird, ob die Temperatur kleiner ist als 0° Celsius, wobei in diesem Fall das System mit Schritt 268 fortfährt, um ein Fehlersignal zu liefern, sowie zum Schritt 270 übergeht, um die Pegelwarnleuchte 248 zu deaktivieren.
Falls das System in Schritt 266 feststellt, dass die Temperatur des Fluids bei 0° Celsius liegt oder höher ist, fährt das System mit Schritt 272 fort, um durch Einlesen der Ausgangssignale von den Elektroden 204, 202 den Pegel zu überprüfen, wobei das System den Fluidpegel in Schritt 274 berechnet. Das System fährt anschließend mit Schritt 262 fort und überprüft um zu bestimmen, ob die Drehzahl gleich einem oder größer als ein Schwellenwert ist, der bei 300 U/min festgesetzt ist, und ob der Fluidpegel kleiner als ein vorbestimmter Schwellenwert ist, der bei 20 festgelegt ist. Falls die Bestimmung positiv ist, aktiviert das System anschließend die Pegelwarnleuchte 248. Falls jedoch die Bestimmung negativ ist, geht das System dazu über, die Pegelwarnleuchte 248 abzuschalten.
Das System ermittelt ferner in Schritt 262, ob der Drehzahlwert kleiner als der Schwellenwert von 300 U/min ist und ob der Fluidpegel kleiner als der Schwellenwert von 40 ist. Falls die letztere Bestimmung positiv ist, erregt das System die Pegelwarnleuchte 248; falls jedoch die Bestimmung negativ ist, geht das System dazu über, die Pegel warnleuchte abzuschalten. Das System funktioniert somit in Schritt 262 in der Weise, dass es eine Erregung der Pegelwarnleuchte veranlasst, falls einer der durchgeführten Tests positiv ist, und die Warnleuchte deaktiviert, falls einer der Tests negativ ist.
Die durch das System in Schritt 264 eingelesene Temperatur wird ferner dem Schritt 134 zugeführt, wie dieser im Zusammenhang mit 2 beschrieben ist, wobei die restliche Funktion des Systems 200 identisch mit demjenigen nach 2 ist, wie dies durch die gemeinsamen Bezugszeichen für die zugehörigen Schritte angezeigt ist.
Die vorliegende Erfindung stellt somit ein kostengünstiges und effektives System für eine Echtzeitüberwachung eines Fluids in einem Fluidsystem, beispielsweise eines Schmiermittels in einem Motor oder einem Lastschaltgetriebe, bereit und stellt eine kontinuierliche elektrische Anzeige darüber zur Verfügung, ob das Fluid für einen fortgesetzten Betrieb geeignet ist und optional ob der Fluidpegel unterhalb eines zulässigen Minimalwertes liegt. Das System verwendet Wechselstromwiderstandsspektroskopie, wobei die Sonde zur Erfassung des Fluidzustands ein Feld paralleler Elektroden aufweist, denen eine Spannung mit konstantem Pegel mit einem ersten Signal hoher Frequenz zur Bestimmung des Körperwiderstands des Fluids und einem zweiten Signal niedriger Frequenz zur Bestimmung der Zustände der Elektrodenoberfläche zugeführt wird. Das System bestimmt auf elektrische Weise die Differenz des Stromes, der durch die angewandten Spannungen erzeugt wird, und vergleicht den Strom bei der höheren Frequenz mit vorbestimmten bekannten Bedingungen für das Fluid und die Stromdifferenz mit einem vorbestimmten Schwellenwert um festzustellen, ob der Fluid zustand für einen weiteren Betrieb akzeptiert werden kann.
Obwohl die Erfindung mit Bezug auf die veranschaulichten Ausführungsformen beschrieben worden ist, versteht es sich, dass die Erfindung zahlreiche Modifikationen und Veränderungen erfahren kann und lediglich durch die folgenden Ansprüche beschränkt ist.

Claims

Verfahren zur Erfassung oder Überwachung des Zustands eines Fluids in einem Fluidsystem, zu dem die Schritte gehören: (a) Bildung eines Elektrodenpaars und Anordnung der Elektroden in einer voneinander beabstandeten, zueinander im Wesentlichen parallelen Anordnung; (b) Eintauchen der Elektroden wenigstens teilweise in das Fluid; (c) Anlegen einer oszillierenden Spannung oder eines oszillierenden Stroms mit konstantem Scheitelwert und einer Frequenz an den Elektroden; (d) Anwendung der Spannung oder des Stroms bei einer verhältnismäßig hohen ersten Schwingungsfrequenz für eine Zeitdauer zur Messung des Körperwiderstands des Fluids; (e) Messung des Stroms oder der Spannung bei der ersten Frequenz und Vergleich des gemessenen Stroms oder der gemessenen Spannung mit bei der ersten Frequenz gemessenen Strömen oder Spannungen eines akzeptablen Fluids sowie Bestimmung, ob der bei der ersten Frequenz gemessene Strom oder die bei der ersten Frequenz gemessene Spannung innerhalb akzeptabler Grenzen liegt; (f) Anwendung der Spannung oder des Stroms bei einer verhältnismäßig niedrigen zweiten Schwingungs frequenz, die dazu angepasst ist, um die Oberflächenimpedanz der Elektrode zu messen; (g) Messung des Stroms oder der Spannung bei der zweiten Schwingungsfrequenz und Berechnung der Differenz zwischen den Strömen oder Spannungen, die bei der ersten und der zweiten Frequenz gemessen werden; (h) Vergleich der berechneten Differenz der Ströme oder Spannungen mit einem Referenzwert, der einen vorbestimmten Fluidzustand kennzeichnet, und Bereitstellung einer elektrischen Anzeige für den Vergleich sowie Bestimmung, ob der Vergleich eine wesentliche Veränderung des Zustands des Fluids anzeigt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Anlegens einer oszillierenden Spannung oder eines oszillierenden Stroms das Anlegen einer oszillierenden Sinusspannung oder eines oszillierenden Sinusstroms mit konstantem Scheitelwert und den Schwingungsfrequenzen für die Zeitdauern an den Elektroden enthält.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Spannung oder der Strom, die den Elektroden zugeführt wird, in einer vorbestimmten Weise entsprechend der gemessenen Temperatur des Fluids verändert wird, um vorbestimmte Änderungen der Eigenschaften und des Zustands des Fluids, die durch Änderungen der Temperatur hervorgerufen sind, zu kompensieren.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Schritte der Messung der Ströme eine Wandlung der gemessenen Ströme in Spannungen enthalten und der Schritt der Berechnung eine Berechnung der Differenz zwischen den durch Umwandlung er haltenen Spannungen enthält.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt der Anordnung eine Anordnung der Elektroden in einem Abstand von ungefähr 0,12 bis ungefähr 1 mm zueinander enthält.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Anlegens einer oszillierenden Spannung oder eines oszillierenden Stroms eine Anwendung der Spannung oder des Stroms im Wesentlichen bei einer Frequenz in dem Bereich von ungefähr 10 Hertz bis ungefähr 10 Kilohertz und bei einer Frequenz in dem Bereich zwischen ungefähr 1 Millihertz bis ungefähr 30 Millihertz enthält.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Vergleichs und der Bestimmung eine Feststellung, dass die bei einer ersten Frequenz gemessene Spannung innerhalb vorbestimmter Grenzen liegt, die für ein bestimmtes Fluid festgesetzt sind, sowie eine Bestimmung dahingehend enthält, ob die Differenz der gemessenen Ströme größer ist als ungefähr 4 Nanoampere.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner den Schritt enthält, wonach die Temperatur des Fluids erfasst und der Anwendungsschritt außer Funktion gesetzt wird, wenn die erfasste Temperatur außerhalb eines vorbestimmten Bereiches liegt.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner den Schritt enthält, wonach der Pegel des Fluids erfasst wird und der Anwendungsschritt außer Funktion gesetzt wird, wenn der erfasste Pegel unterhalb einer vorbestimmten Grenze liegt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt der Bildung eines Elektrodenpaars die Bildung eines Elektrodenpaars mit einer Kapazität in dem Bereich von ungefähr 2 bis ungefähr 20 Pikofarad (2 – 20 × 10^–12 Farad) enthält.