表面绝缘电阻兼容性测试系统和方法

背景技术

本发明大体上涉及导电组件上的沉积物形成的装置，并且发现与用于评估暴露于液相和气相润滑剂的电气组件上的沉积物形成的系统和方法有关的特定应用。

电动汽车中的动力总成和其它装置通常使用油基润滑剂组合物进行润滑，该油基润滑剂组合物用于润滑运动部件并带走热量。这样的组合物可以包含作为主要组分的润滑基础油和作为次要组分的一种或多种润滑油添加剂，例如抗氧化剂、洗涤剂、分散剂、抗磨添加剂、腐蚀抑制剂、粘度调节剂、金属钝化剂、倾点下降剂、密封相容剂、消泡剂、极压剂、摩擦改进剂等。润滑装置的电线和其它载流组件通常经过包覆或涂覆以最大程度地减少润滑剂组合物的接触。然而，随着时间的推移，电气组件可能由于磨损或热损坏而暴露于润滑剂组合物。例如，铜导体可能会过热，从而对涂层施加压力，导致涂层失效。当这种情况发生时，润滑剂组合物可能与暴露的电线接触并且可能在电线上形成沉积物。根据沉积物的化学性质，沉积物可能是导电的或不导电的。导电沉积物尤其有问题，因为它们会导致电流在间隔紧密的电线之间流动并最终导致电气装置故障。此外，在一些组件诸如电路板中，电线可能没有涂层。这些组件可能暴露于润滑剂组合物的气相并且还可能形成沉积物。

可以预料，单独或组合使用的某些润滑剂添加剂可能更容易在诸如传动系统之类的机电装置中造成此类沉积物。此外，此类装置可能暴露于润滑剂的气相，这会导致与液相不同类型或不同速率的沉积形成。然而，迄今为止，还没有方法能评估可在相对高温下并使用高压运行的装置中通常经历的条件下的润滑剂组合物。

发明内容

根据示例性实施方案的一个方面，一种用于检测气相和液相中导电材料上的沉积物形成的系统包括：测试单元，该测试单元用于接收测试液体；加热器，该加热器加热该测试液体以在该测试单元中生成该测试液体的气相；支撑框架，该支撑框架将至少第一组电导体支撑在该测试液体中且将至少第二组电导体支撑在该气相中，该第一组导体和该第二组导体中的每组导体包括带电电导体和中性电导体。电源向这些带电电导体中的每个带电电导体供应电流。传感器组件检测各组导体中的每组导体的电特性，该电特性响应于导电沉积物的形成而变化，该导电沉积物连接相应组导体中的第一导体和第二导体。

在该系统的各个可组合方面中：

每组中的该第一导体和该第二导体支撑在基板上；

该第一组中的该第一导体和该第二导体支撑在与该第二组中的该第一导体和该第二导体不同的基板上；

每组中的该第一导体和该第二导体在相应基板上相互交叉；

每组中的该第一导体和该第二导体隔开最小间隙；

该最小间隙至少为0.05mm；

该电特性的该变化是电阻下降；

对于各组导体中的每组导体，该传感器组件包括传感器装置；

这些传感器装置位于该测试单元外部；

这些传感器装置包括基于磁场的传感器；

这些基于磁场的传感器检测当电流通过该中性导体时生成的磁场；

每组导体被集成到相应印刷电路板；

该支撑框架被配置为将这些印刷电路板中的至少两个印刷电路板支撑在该测试液体中，且将这些印刷电路板中的至少两个不同印刷电路板支撑在该测试液体的该气相中；

该测试液体包含润滑剂组合物，该润滑剂组合物包含作为主要组分的油和选自由以下各项组成的组的至少一种添加剂：抗氧化剂、洗涤剂、分散剂、抗磨添加剂、腐蚀抑制剂、粘度调节剂、金属钝化剂、倾点下降剂、密封相容剂、消泡剂、极压剂、摩擦改进剂以及它们的混合物；

该系统包括数据采集组件，该数据采集组件从该传感器组件采集传感器测量值；和数据处理组件，该数据处理组件处理所采集的传感器测量值以生成输出信息；和/或

该输出信息包括以下中的至少一项：每组导体或包含该相应组的印刷电路板的沉积量估计值，每组导体或包含该相应组的印刷电路板的估计沉积速率，每组导体或包含该相应组的印刷电路板的估计故障时间，每组导体或包含该相应组的印刷电路板的评级，第一组导体与第二组导体之间的比较，或包含该相应组的印刷电路板之间的比较，以及相应测试中使用的第一测试液体与第二测试液体之间的比较；它们的组合，和/或从它们中得出的信息。

在示例性实施方案的另一个方面，一种用于检测测试流体的气相和液相中导电材料上的沉积物形成的方法包括：在支撑框架上将电导体支撑在测试流体中，以将至少第一组电导体浸入该测试流体的液相中且将至少第二组电导体浸入该测试流体的气相中，该第一组导体和该第二组导体中的每组导体包括带电电导体和中性电导体；向这些带电电导体中的每个带电电导体供应电流；检测各组导体中的每组导体的电特性，该电特性响应于导电沉积物的形成而变化，该导电沉积物连接相应组导体中的第一导体和第二导体。

在该方法的各个可组合方面中：

每组中的该第一导体和该第二导体支撑在同一基板上；

每组中的该第一导体和该第二导体在该基板上相互交叉；

每组中的该第一导体和该第二导体隔开最小间隙；

该电特性的该变化是电阻下降；

该检测各组导体中的每组导体的该电特性包括用基于磁场的传感器测量由这些中性导体生成的磁场的变化；

该方法还包括将每组导体集成到相应印刷电路板中；

该至少第一组导体包括多个第一组导体并且该至少第二组导体包括多个第二组导体，并且该方法包括将该多个第一组导体和该多个第二组导体支撑在该同一支撑框架上；

该测试液体包含润滑剂组合物，该润滑剂组合物包含作为主要组分的油和选自由以下各项组成的组的至少一种添加剂：抗氧化剂、洗涤剂、分散剂、抗磨添加剂、腐蚀抑制剂、粘度调节剂、金属钝化剂、倾点下降剂、密封相容剂、消泡剂、极压剂、摩擦改进剂以及它们的混合物；

该方法还包括加热该测试流体的该液相以生成该测试流体的该气相；

该加热该测试流体的该液相包括将该液相加热至至少100℃、或至少150℃、或至少200℃的温度；

该方法还包括采集传感器测量值并处理所采集的传感器测量值以生成输出信息；和/或

该输出信息包括以下中的至少一项：每组导体或包含该相应组的印刷电路板的沉积量估计值，每组导体或包含该相应组的印刷电路板的估计沉积速率，每组导体或包含该相应组的印刷电路板的估计故障时间，每组导体或包含该相应组的印刷电路板的评级，第一组导体与第二组导体之间的比较，或包含该相应组的印刷电路板之间的比较，以及相应测试中使用的第一测试液体与第二测试液体之间的比较；它们的组合，和/或从它们中得出的信息。

另一方面包括一种该系统的用途，该系统用于检测在同时分别暴露于测试流体的气相和液相的导电导体对上的导电沉积物形成。

在示例性实施方案的另一个方面，一种组合包括支撑框架和印刷电路板集合。该支撑框架包括支撑第一组印刷电路板的下部，和支撑该第一组印刷电路板上方的第二组印刷电路板的上部，该上部支撑在该下部上。这些印刷电路板中的每个印刷电路板包括带电导体和与该带电导体隔开最小间隙的中性导体，该最小间隙维持该带电导体与该中性导体之间的电阻，直到该间隙被导电沉积物桥接。

在该组合的一个方面，该下部和该上部中的至少一者包括偏置构件，该偏置构件向相应组印刷电路板施加力。

在另一个方面，一种测试单元包括组合和容器，该容器用于保持测试流体的气相和液相，使得该第一组印刷电路板中的每个印刷电路板的该带电导体和该中性导体浸入该液相中，并且该第二组印刷电路板中的每个印刷电路板的该带电导体和该中性导体浸入该气相中。

另一方面包括一种测试单元的用途，该测试单元用于检测在同时分别暴露于测试流体的气相和液相的导电导体对上的导电沉积物形成。

附图说明

图1是用于评估气相和液相中导电材料上的沉积物形成的系统的示意图；

图2是用于图1系统的印刷电路板(PCB)的一个实施方案的透视图；

图3是用于图1系统的PCB的另一个实施方案的俯视平面图；

图4是用于图1系统的PCB的又一个实施方案的俯视平面图；

图5是示出用于评估图1系统中PCB电阻变化的传感器的示意电路图；

图6是图5传感器中的一个传感器的俯视平面图；

图7是仅用于说明的曲线图，示出在图1系统中进行测试的一组PCB中的电阻可能如何变化；

图8示出用于图1系统的传感器的另一个实施方案；

图9示出用于图1系统的传感器的又一个实施方案；

图10是适用于图1系统的支撑框架的透视图；

图11是图10支撑框架的下部的侧剖视图；

图12是图10支撑框架的下部的透视图；

图13是结合了适用于图1系统的支撑框架的另一个实施方案的测试单元的透视图；

图14是示出可利用图1系统执行的测试方法的流程图；

图15和图16示出原型测试系统。

具体实施方式

示例性实施方案涉及用于评估在暴露于测试流体诸如润滑剂组合物的电导体上形成的沉积物的系统和方法。在示例性实施方案中，第一组电导体暴露于润滑剂组合物的液相，而第二组电导体同时暴露于衍生自液相润滑剂组合物的气相润滑剂组合物。

示例性润滑剂组合物可以是待针对例如可能用于润滑装置而评估的一组润滑剂组合物中的一种润滑剂组合物，其中电导体可能暴露于润滑剂组合物(可能由于对保护性护套的损坏)。替代地或另外地，载流电导体可以是待评估可能用于润滑装置的具有不同材料组合物和/或配置类型的一组电导体中的一个电导体。

示例性润滑剂组合物可以包含作为主要组分的润滑有机液体，诸如具有润滑粘度的基础油，以及作为次要组分的添加剂组分，其包含可称为添加剂包的一种或多种润滑剂组合物添加剂。润滑剂组合物添加剂包可包含以下中的一种或多种：抗氧化剂、洗涤剂、分散剂、抗磨添加剂、腐蚀抑制剂、粘度调节剂、金属钝化剂、倾点下降剂、密封相容剂、消泡剂、极压剂、摩擦改进剂等。一些添加剂可能提供不止一种这些功能。此类添加剂的示例可在Hanthorn等人的第20190367833号美国专利、Mosier等人的第20200123463号美国专利、Hong等人的第20190177649号美国专利、Cook等人的第20170247628号美国专利、Barton等人的第20150038385号美国专利和Martin等人的第20190249102号美国专利中找到。具有润滑粘度的合适油包括天然油和合成油、衍生自加氢裂化、氢化和加氢精制的油、未精制、精制、再精制油以及它们的混合物。未精制、精制和再精制油的示例在第2010197536号美国专利中进行了描述，并且天然和合成润滑油的示例在第2010197536号美国专利中进行了描述。可通过费舍尔-托普希反应(Fischer-Tropsch reaction)来制备合成油，并且该合成油通常可为加氢异构化的费舍尔-托普希烃或蜡。在一个实施方案中，油可以通过费舍尔-托普希气液合成程序以及其它气液油制得。具有润滑粘度的油也可以如2008年4月版“附录E-轿车发动机油和柴油机油API基础油互换指南(Appendix E-API Base OilInterchangeability Guidelines for Passenger Car Motor Oils and Diesel EngineOils)”第1.3小节第1.3子标题“基础油料类别(Base Stock Categories)”的规定进行定义。第7,285,516号美国专利中也概述了API指南(参见第11列第64行至第12列第10行)。也可以使用其它润滑液体。在一个实施方案中，润滑剂组合物包括含硫添加剂和含磷添加剂中的至少一种。润滑剂组合物可以包含小于10重量％或小于5重量％的水。

润滑剂组合物可以是设计成在超过80℃、或超过100℃、或超过150℃、或超过200℃、或超过250℃、或超过300℃的温度下操作长时间的润滑剂组合物。润滑剂组合物中的润滑油因此可以具有在大气压下超过250℃或超过300℃的沸点。

用于形成电导体的示例性材料包括铜、铝、金、镍、锡以及它们的合金和混合物。在一个实施方案中，电导体主要是铜，例如至少60重量％的铜或至少70重量％的铜。电导体可以是长度是横截面宽度的许多倍的电线，或者可以是基本上平面的印刷导体，可选地长度是横截面宽度的许多倍。

第一组导体支撑在测试液体的液相中，第二组导体支撑在相同测试液体的气相中。每组导体包括带电导体和与带电导体电隔开的中性导体。当形成连接带电导体和中性导体的导电沉积物时，传感器组件检测到电特性的变化。在示例性实施方案中，每组电导体可以集成到相应印刷电路板(PCB)中，其中可以使这些导体中的第一导体通电，而这些导体中的第二导体与第一导体隔开小间隙。当导体之间的电阻由于PCB上延伸穿过间隙的导电沉积物的形成而下降时，第二导体与第一导体形成电路。

示例性系统和方法允许使用电磁敏感传感器组件在各种电力输入和温度下研究在溶液和气相中的通电、未通电和绝缘导体材料中导电沉积物的形成。虽然系统能够在低功率水平(例如，约5V、1mA)下运行，但它也能够在更能代表汽车工业中使用的真实世界润滑电气装置的更高功率水平(例如，100V至1000V、1A至1kA)下运行。

在一个实施方案中，该系统和方法提供了在相同测试条件下暴露于液相和/或气相的润滑剂组合物的不同导体材料的比较。在另一个实施方案中，该系统和方法提供了在其它相似或相同的测试条件下暴露于相同润滑剂组合物的液相和气相的导体材料的比较。在另一个实施方案中，该系统和方法提供了在使用相同或不同导体材料的连续测试中评估液相和/或气相中的不同润滑剂组合物。

参考图1，该图示意性地示出用于检测同时在测试流体的气相和液相中导电材料上的沉积物形成的检测系统10的一个实施方案。该系统包括测试单元12，该测试单元包括容器13，诸如玻璃烧杯。容器13的上端由诸如接头夹、带孔的塞子等可拆卸的封闭件14基本上封闭。容器13限定内部腔室15，该内部腔室容纳诸如润滑剂组合物的测试液体16和与测试液体16接触的源自测试液体16的蒸汽17。

测试单元容器13内的支撑框架18支撑印刷电路板(PCB)21的集合，诸如4个、8个、12个、16个或更多个PCB 21。当形成时，第一组20的PCB单独浸入液体16内，而第二组22的PCB单独放置在蒸汽17内。在其它实施方案中，对于第一组20的印刷电路板和第二组22的印刷电路板可以使用单独的支撑框架。第一组20的PCB 21可以平行布置并且可选地竖直堆叠(一个在另一个之上)。第二组22的PCB可以平行布置并且可选地水平堆叠(并排)。支撑框架18可以被配置为在整个测试过程中维持PCB 21的定向和/或间距。支撑框架可以放置在诸如滴盘之类的搁板23上，该搁板放置在烤箱的底部上。

液体16由加热器24加热。在一个实施方案中，测试单元12放置在例如由诸如电烤箱24的加热装置限定的加热腔室26内。当然，也可以考虑其它类型的加热器，例如油浴锅、电加热带等。诸如铂电阻温度计(PRT)的温度传感器28、30分别监测测试液体16和蒸汽17的温度。温度控制组件32接收来自温度传感器28、30的信号，并且基于接收到的信号控制加热装置26，以将腔室24并且由此将液体16和蒸汽17维持在一个或多个预选温度下。例如，加热后的液体16的温度可以是至少100℃，或至少150℃，或至少200℃，诸如高达300℃，或约250℃。在一个实施方案中，用于PRT 28、30的电线可以穿过可拆卸的封闭件14中的一个或多个孔(未示出)承载。

测试单元12可以例如通过冷凝器34与大气相通，该冷凝器与测试单元中由可拆卸的封闭件14限定的上部开口36流体连接。冷凝器34可以是液体型冷凝器，其中温度低于蒸汽温度的液体(例如，水)流过冷却夹套37。蒸汽由此被冷凝并返回至腔室15。替代地，冷凝器34可以是其中金属散热片环代替冷却夹套的空气冷凝器。在所示系统中，腔室15内的蒸汽压处于或略高于大气压。在另一个实施方案中，设置在高于大气压的压力下的压力释放阀(未示出)可以被设置为与出口36流体连接，以将蒸汽17维持在高于大气压力的选定压力下。在一个实施方案中，用于PRT 28、30的电线可以穿过插座36承载。

检测系统10还包括电路38，该电路将电源40与组20、22中的每个PCB电连接。电源40可以是AC或DC电源。在一个实施方案中，电源40生成的电流/电压与诸如电机或传动系统的电动车辆组件中使用的电流/电压相当。虽然在所示实施方案中使用单个电源40，但在其它实施方案中，可以使用两个或更多个电源40，这些电源中的每个电源与PCB中的相应一个或多个PCB形成电路。在这种情况下，电源可以相同或不同。

传感器组件42被放置成检测PCB 21中的每个PCB的电特性的变化，或检测作为该电特性的函数的其它可测量特性的变化。每个PCB的电特性的变化主要是由相应测试液体或其蒸汽形成沉积物而引起的。如下文进一步详细描述的，电特性可以是电阻、电流或电压。传感器组件42可以在测试单元12的外部，如图5所示。传感器组件输出与每个PCB的电特性变化相关的该PCB的传感器测量值46。

系统10还包括数据采集组件44和数据处理组件48，该数据采集组件周期性地采集并存储传感器组件42生成的传感器测量值46，该数据处理组件处理该传感器测量值46以生成输出信息50。

可选地在进一步处理之后，可以将输出信息50输出到输出装置52，例如显示装置、存储器存储装置、打印机、它们的组合等。信息可以以表格形式、以曲线图或图表或以任何其它合适的格式存储或显示。

如将理解的，系统10的一些所示组件32、40、42、44、48、52可以是单独的或组合的。这些组件中的每一者可以由单独的处理器基于存储在相关联存储器装置中的软件指令来控制，或者两个或更多个组件可以由公共处理器控制。处理器可以是适合于执行指令的任何硬件装置，例如CPU、微处理器等。相关联存储器可以包括RAM、ROM或它们的组合。

还参考图2，该图示出示例性PCB 21。PCB的每组20、22可以包括一个、两个、三个或更多个PCB 21，例如多达10个(在图1的实施方案中每个堆叠包括五个PCB)。PCB用作可变电阻器，其电阻响应于来自周围蒸汽或液体的导电沉积物60的积累而变化。虽然堆叠20中的所示PCB 21水平平行地布置，但是应了解，PCB可以竖直布置或以其它定向布置。类似地，虽然堆叠22中的所示PCB 21竖直平行地布置，但是应了解，PCB可以水平布置或以其它定向布置。

在一些实施方案中，组20、22中的相邻PCB 21主要由它们浸入其中的液体/蒸汽隔开。在其它实施方案中，可以将绝缘材料层62(图1)(例如Nomex纸)放置在PCB中的一个或多个PCB上，以研究在绝缘材料层下方截留的润滑剂的影响以及这对导电层沉积物的形成带来的结果。

继续参考图2，每个PCB 21包括非导电基板63(电绝缘体)，第一电导体64和第二电导体66例如通过印刷或其它沉积技术铺设在该基板的同一表面68上。用于形成基板63的合适材料包括玻璃纤维、聚四氟乙烯

图2中所示的导体64、66各自包括一组平行的指状物69，例如至少五个或至少十个指状物，这些指状物从相应导体的公共部分70(母线)垂直延伸。每个导体64、66可以具有至少2个指状物，或至少5个指状物，诸如多达120个指状物，或多达20个指状物(每个PCB的指状物总数大约是这些数量的两倍)。第一导体64的指状物69与第二导体66的指状物相互交叉。在相邻指状物之间设置固定间距s。然而，也可以考虑在导体之间设置这种均匀间距s的其它布置。在其它实施方案中，每个导体只有一个“指状物”，因此不存在相互交叉。

在一个实施方案中，第一导体64和第二导体66中的每一者具有固定长度的、例如至少20cm、诸如1米长的电线。在一个实施方案中，指状物具有5mm或更小、例如2mm或更小、或1.5mm或更小、诸如至少0.5mm的相同宽度w(在W方向上)。在一个实施方案中，指状物的宽度为1mm。在一个实施方案中，指状物具有50mm或更小、例如30mm或更小、诸如至少10mm的相同长度l(在L方向上)。不同导体的每两个相邻指状物之间的间距s(在W方向上)可为2mm或更小、例如1.5mm或更小。在一个实施方案中，指状物相距1mm。在另一个实施方案中，指状物相距至少0.05mm，或相距约0.1mm。在图2的实施方案中，间距s由不相连的两个互锁的梳状图案实现。

第一导体64的公共部分70例如通过第一导电连接线、诸如电线(带电线)72在第一端71处连接到电源，该第一导电连接线可以在导体64的端部71处焊接到焊盘73。第二导体66的公共部分70在第一端74处连接到第二导电连接线，诸如电线76(中性线)，该第二导电连接线可以在导体66的该端部处焊接到焊盘77。在一个实施方案中，第二连接线76通向传感器组件42。连接线72、76可以至少部分地被电绝缘材料包覆，以减少PCB附近的杂散电流。在示例性实施方案中，导体64、66没有被包覆或涂覆，使得每个导体的金属在测试期间直接暴露于润滑剂组合物。然而，也可以设想，导体64、66中的一者或两者可替代地被电绝缘材料包覆和/或涂覆，该电绝缘材料可在测试过程中脱落或以其它方式至少部分地去除以暴露导体。

当PCB 21第一次安装在测试单元12中时，第一电导体64与第二电导体66之间没有(或基本上没有)电连接，因为基板63由电绝缘材料形成，导体64、66隔开最小间隙s，并且润滑剂组合物具有低电导率。然而，当暴露于热的润滑剂液体或蒸汽时，导电沉积物会在表面68上积聚，从而在一个或多个位置处桥接导体之间的间隙s。这导致PCB的电特性发生变化。特别是，在第一电导体64与第二电导体66之间发生电阻下降。结果，电流流过中性线76，这被传感器组件42检测到。取决于期望的测试，可以由相同或不同的电源40使任何数量的PCB通电，从零到支撑结构18的最大保持能力并且在电源40的限制范围内。

为了便于堆叠PCB，基板63通常可为矩形或正方形，并且包括一个或多个相同尺寸的切口80、82、84。如图所示，三个切口允许多个板21以不同定向堆叠，同时在每个板的焊盘73、77上方维持供电线72、76连接到每个板的空间。

图3和图4示出替代PCB 86、88，它们可以与PCB 21类似地配置，除非另有说明。在图3中，由导体64、66限定的相邻指状物69之间的间距s(太小因而未示出)为0.1mm或更小，与图2中的1mm形成对比，而导体的总长度保持不变。因此，导体占据基板表面68的较小区域。基板63与图2的尺寸和形状相同，因而允许不同配置的PCB堆叠在同一组/支撑框架中。在图4中，相邻指状物69之间的间距s为1mm，并且与图2和图3的实施方案相比，尽管长度l更短，但两个指状物宽得多(w更大)，从而使导体64、66占据的基板面积最大化。在图4的实施方案中，导体没有相互交叉。

还参考图5，接线图示出三个示意性PCB 21、90、92的连接。PCB 21、90、92中的每一者可以类似地配置。替代地，PCB 21、90、92中的一者或多者可以具有例如图2、图3和图4中所示的不同配置，或者可以在导体组合物方面不同。虽然图5中示意性地示出了三个PCB，但可以平行布置任何数量的PCB。此外，一组20、22中的一个或多个PCB可以是未通电的，例如以允许在通电的PCB与未通电的PCB之间进行比较。

通电的PCB 21、90、92与电源40并联连接。为了实现这一点，公共带电导线94电连接到电源40和每个PCB的相应带电导线72以使PCB通电。每个通电PCB的中性线76是独立的，但带电线72是公共的。来自每个PCB的中性线76通向传感器组件42。在所示实施方案中，传感器组件42包括用于各条中性线76的相应传感器装置96、98、100。每个传感器装置输出相应PCB的电特性的测量值。中性线76各自在传感器的下游通过公共中性线102连接到电力供应器21。每个传感器装置96、98、100可以位于相应中性线76附近，并且将比例信号馈送到数据采集组件44。这种布置允许对每个通电的PCB进行独立测量，并且是非侵入式的，而且还可以允许传感器装置位于受控环境中的烤箱外部。

示例性传感器装置96、98、100可以是基于磁场的传感器，这些基于磁场的传感器各自向数据采集组件44输出比例信号。例如，如图6所示，每个传感器装置96、98、100是霍尔效应传感器，具体而言，是具有导磁芯104的铁氧体环形霍尔效应传感器。中性线76轴向穿过芯。流过中性线76的电流生成磁场106，该磁场被电动传感器电路108检测到。传感器电路108将磁场转换为对应电阻或电流信号46，该信号被输出到数据采集组件。可以周期性地、例如每秒、或每10秒、或每10小时、或每50小时采集电阻/电流信号46。完整的测试可以包括在几分钟、几小时或几天的时间段内、例如至少300小时或至少500小时内获取传感器测量值，这取决于测试条件和/或PCB上的沉积物形成速率。

示例性传感器装置96、98、100等独立于PCB源供电，每个传感器单独位于屏蔽外壳110中。屏蔽件110有助于阻止杂散场干扰感兴趣的信号，而且还用于防止干扰其它电磁信号。

随着导电沉积物在相应PCB上积聚，通过中性线76的电流增加。因此，输出电阻信号46与通过该电线的电流成比例地减小。例如，图7示出数据处理组件48针对六个示例性PCB可随时间推移而生成的电阻信号46的曲线图。如将理解的，这些曲线图可以说明随时间推移电流增加，而不是电阻减少。例如，表示为PCB1和PCB2的曲线图可以针对暴露于液体润滑剂组合物的组20中的相同配置的PCB，而PCB3和PCB4可以针对暴露于润滑剂组合物的蒸汽形式的组22中的相同配置的PCB(图1)。PCB5和PCB6可以表示未通电的PCB(在液体或蒸汽中)。如将了解，数据处理组件48的输出可替代地或另外地在组20、22中的通电的(相应地，未通电的)PCB上进行平均，或以某种其它形式表达，例如达到选定信号值的平均时间等。

取决于供应给PCB的电源类型(AC或DC)以及优化信号灵敏度，可以使用其它基于磁场的传感器(磁力计)作为传感器装置96、98、100。例如，可以使用电感式传感器(其包括缠绕导磁芯的电线)、磁通门磁力计(其包括用于将磁场转换为电压的换能器)和/或基于磁阻的传感器(其测量在电流由于磁场而流过的磁盘中电阻的变化)。

可以使用的其它合适的传感器，包括基于涡流的位移传感器和电位电压测量技术。涡流传感器基于变化的磁场将在目标导电材料中感应涡流的原理。这些涡流产生与涡流传感器检测到的原始磁场相反的磁场。虽然通常用于距离(位移)测量和材料中的缺陷检测，但它们也可用于检测材料厚度的变化，因为导电材料的生长将被检测为从传感器表面(在这种情况下将是导电层)到导电材料的距离变化。

虽然在所示实施方案中，传感器组件42位于测试单元12外部，但在另一个实施方案中，传感器装置可以位于测试单元内。

图8示出示例性涡流传感器装置120，该涡流传感器装置可以在测试单元12内使用。传感器装置120包括中空金属芯121，该中空金属芯放置在相邻指状物69之间的间隙s上方的固定高度处。当导电沉积物的枝状晶体122(图示为电阻器)在两个相邻的指状物69之间延伸时形成涡流，从而允许电流在它们之间流动。传感器装置120检测涡流并将由此导出的信号发送到采集组件44。限流电阻器124可以结合在电路38中。

图9中示出示例性电位电压传感器装置130，并且该电位电压传感器装置包括电压表132、134，表示为V1和V2。每个PCB 21充当可变电阻器，其电阻范围可以从零欧姆到无限(或非常高)电阻。PCB 21两端的电压由电压表V1测量。电路38还包括分流电阻器136，该分流电阻器基于流过电路的电流生成电位电压。该电压由电压表V2测量。然后可以应用欧姆定律来计算PCB 21的电阻。

特别是，如果在具有电阻r

PCB上的电阻r

其中v

电位电压法的一个问题在于，由于分流电阻器136，它会引起所施加的电源信号的扰动。分流电阻136通常具有较小的电阻值。然而，随着PCB电阻的减小，更多的电流会流过，这会迫使分流电阻器两端更多的所施加电压下降。

对于组件44、46可以使用任何合适的数据采集和处理装置。控制数据采集和控制硬件的软件可以基于LabVIEW

现在参考图10至图12，这些图示出其适用于图1系统的支撑框架18的一个实施方案。支撑框架包括用于支撑第一组20的PCB的下部结构140和用于支撑第二组20的PCB的上部结构142。在测试期间，下部结构140和上部结构142可以通过诸如夹具、螺钉、粘合剂等的固定构件被锁定或以其它方式维持在它们的相对位置。替代地，下部结构140和上部结构142可以一体地形成。下部结构140和上部结构142在其六个侧面上具有开口以分别允许液体/蒸汽自由流动。从上部结构142的上表面146延伸的法兰144包括用于将电线94、102载入PCB和从PCB载出的套环148、149。穿过支撑结构的各种孔口150、151等可用于在PCB与套环之间馈送电线72、76。

结构140、142中的每一者支撑偏置构件152、154，这些偏置构件在测试期间维持相应组20、22的PCB上的压力。这可确保每对PCB之间的间距相同，并在整个测试过程中保持不变。在所示实施方案中，偏置构件152、154中的每一者包括用作弹簧的两个间隔开的柔性臂156。每个臂156的一端158连接到相应的支撑结构140、142，而另一端终止于平板160，该平板将堆叠20、22上的张力维持在其期望的定向(图11和图12)。所示臂156是锯齿形金属件或塑料件，其可压缩以允许PCB 21插入支撑框架18和从该支撑框架拆卸。臂156可以在它们的端部附近通过支柱162相互连接，以限制臂的相对运动(图12)。在一个实施方案中，板164(图11)从支柱延伸，以便于将偏置构件152、154抬离PCB。

当被偏置构件压缩时，垫片166可以放置在PCB之间以维持PCB之间的固定间隙g(图11)。例如，可以使用1mm的垫片。在一些实施方案中，垫片采用附接到每个PCB的柱的形式。

现在参考图13，该图示出支撑框架18的另一个实施方案。该支撑框架的配置类似于图10至图12的支撑框架，除非另有说明。特别是，省略了偏置构件。垫片166放置于PCB之间以维持固定的最小间隙g。这些垫片采用附接到支撑框架的柱的形式。

在一些实施方案中，支撑框架18还可以被配置为支撑导电金属电线168，该导电金属线用于测量电线在液体或蒸汽中的腐蚀速率(图11)。此类电线可以具有固定长度。第一电线168可以支撑在框架18的下部，使得它只浸入液体中，而第二电线(未示出)可以支撑在框架的上部，使得它只在蒸汽中。电线168的腐蚀可以根据测试期间电线的电阻变化来确定，因为腐蚀会减小电线的横截面积，这反过来会影响电阻。

现在参考图14，该图示出用于评估电导体上的沉积物的方法。可以利用图1的系统，使用图2至图4中的一个或多个图所示的PCB、图5至图6和图8至图9中的一个或多个图所示的传感器，以及图10至图13中的一个或多个图所示的一个或多个支撑框架来执行该方法。然而，也考虑在该方法中使用其中各组导体放置在液相和气相中的其它系统。方法从S100开始。

在S102，将各组电隔开的导体安装在一个或多个支撑框架18中。各组导体可以采用PCB的形式，使得第一组20的PCB将放置在液体润滑剂组合物中，并且第二组22的PCB将放置在液体润滑剂组合物上方的气相中。一组中的每个PCB都面向相同的方向，这样一个PCB的导体通过绝缘基板与相邻PCB的导体隔开。例如，导体安装在其上的表面68在第一组20中的PCB上面向上，如图12和图13所示。在一个实施方案中，可以将额外的绝缘材料片62放置在一个或多个PCB的表面68附近，以减少液体/蒸汽穿过表面的流动。

在S104，将各组20、22放置在测试单元容器13中。

在S106，将预定量的待测试润滑剂组合物16引入容器13以覆盖第一组20的PCB。

在S108，用可拆卸的封闭件14封闭测试单元容器13的上端，温度探头28、30通过该封闭件连接到温度监测器32，并且来自每个PCB的电线72、76通过该封闭件分别连接到电源40和传感器组件42。

在S110，将测试单元插入烤箱26，在其中将测试单元加热至期望的测试温度，例如至少100℃、或至少150℃、或至少200℃。在整个测试过程中监测液体和蒸汽的温度。可以评估一组不同的加热曲线中的一个曲线。在一个实施方案中，一旦测试液体已经达到期望的测试温度，在温度下降到低于预定阈值温度时通过应用加热器将其在整个测试过程中维持在该温度。可以通过关闭加热器和/或允许较冷的空气进入腔室24来控制过热。

在S112，在整个测试过程中，传感器装置为PCB 21中的每个PCB记录传感器信号，这可以包括利用基于磁场的传感器测量由中性导体生成的磁场的变化。传感器组件42周期性地向数据采集组件44输出对应传感器测量值46，该数据采集组件将传感器测量值46存储在存储器中。在示例性非侵入方法中，使用外部传感器96、98、100计算每个通电的PCB 21在一系列时间中的每一者的平均电阻，如图5和图6所示。

在S114，数据处理组件48检索存储的测量值46并基于该测量值生成沉积物信息50。

输出信息50可以包括以下一项或多项：

a)例如作为PCB上的电阻的反函数，在给定时间段内求和的每个PCB的沉积量估计值，

b)PCB估计沉积速率，

c)例如当PCB的电阻下降到预定值时PCB的估计故障时间，

d)例如基于a)至c)中的一项或多项的PCB的评级，例如通过/失败或分数，

e)PCB之间的比较，例如对于a)至d)中的一项或多项，在相同或不同测试中PCB之间的比率或差异，和

它们的组合，以及

从它们中得出的信息。

在生成输出信息50时，可以在生成输出信息时对两个或更多个PCB的数据聚合(例如，求平均)。

在S116，可以将信息50或基于该信息生成的信息输出到输出装置。

在S118，在测试完成时，可以使用诸如在废油分析(ICP)、沉积材料的显微镜和元素分析之类的测试方法例如通过能量色散X射线分析(EDAX)、光谱学、视觉观察等对PCB和/或润滑剂组合物进行评估。可以将这些与预测试分析进行比较以确定差异。

该方法在S120处结束。

可以使用该方法的方式的示例包括：

a)评估用于诸如全电动传动和其它装置的电气化装置的不同添加剂或添加剂包，

b)评估用于电气化和全电动传动以及具有特定润滑剂组合物的其它装置的不同导体材料，

c)质量控制：可以对润滑剂组合物进行评级，而无需知道其组合物。

d)开发新的润滑剂组合物。

在一个示例性实施方案中，该方法用于筛选用于电气化装置(诸如电动或混合动力汽油/电动车辆的电机或传动系统)的润滑剂组合物，其中在用于电导体的涂层或护套破裂的情况下导体暴露出来，或未涂覆的导体暴露于润滑剂组合物的气相。如果在此类装置中形成导电沉积物，则可能会迅速损坏电气装置。可选地在进一步重新配制和测试之后，可以选择在测试中表现良好(PCB的电阻随时间变化很小或没有变化)的润滑剂组合物作为用于电气化装置的候选。可以构建PCB，以模拟特定电气装置中使用的导体的材料和几何形状以及电源提供的电压和选择的烤箱温度，从而模拟电气装置在操作期间的情况。可以使用可能暴露于润滑剂组合物的液相的导体的材料和几何形状以及可能暴露于润滑剂组合物的气相的导体的材料和几何形状，来评估润滑剂组合物。

在一个实施方案中，以在示例性测试方法的特定测试条件下生成的评级销售所评估的润滑剂组合物。

在一个实施方案中，定制预先设计的添加剂包以满足示例性测试方法的特定测试条件下的阈值评级。例如，对先前设计的添加剂包进行修改，并在润滑剂组合物中测试这些修改中的每种修改，以识别满足阈值评级并满足润滑剂组合物的任何其它预选特性的至少一种修改。

示例

将包含感兴趣金属(例如铜、铝、金、镍或任何组合)的十个印刷电路板(PCB)布置成两个独立的堆叠层，五个在油溶液中，五个在蒸汽空间中。每个堆叠包含多达五个通电电路，能够在高达250℃的温度下实时测量并记录电阻测量值。导电层的形成导致检测到预期路径之外的能量流。这是通过由电流流动引起的感应磁场来检测的。如图15所示的原型单元所示，测试的流体包含在封闭的通风容器中。通过两个铂电阻温度计(PRT)在溶液和蒸汽空间中测量温度。使用冷凝器(或空气冷凝器，如图16所示)控制蒸汽滞留。在测试过程中，由数据采集组件采集数据并由数据处理组件处理数据。测试结束时的分析包括例如通过能量色散X射线分析(EDAX)进行的电阻测量、废油分析(ICP)、沉积材料的显微镜和元素分析。

测试两种润滑剂组合物以评估系统(表示为润滑剂A和润滑剂B)。在456个小时的测试期间，润滑剂A在气相中形成导电层沉积物，但在溶液相中，这并不明显。润滑剂B不会形成导电层沉积物。表1中展示结果，粗体值表示可测量的电阻值，表示导电层沉积物的形成。

表1

另外四种润滑剂(C至F)在液相和气相中进行了测试。结果如表2和表3所示。

表2：气相

表3：溶液相

本文提及的每篇参考文献均通过引用整体并入本文。

应了解，可将上文所公开和其它的特征和功能的变体或其替代方案组合成许多其它不同系统或应用。其中各种目前未预见到或未预期的替代方案、修改、变化或改进可随后由所属领域的技术人员来进行，并且也旨在被随附权利要求书涵盖。