Датчик кислорода в помещении – Предупреждён — значит, вооружён. Часть 2 / МАСТЕР КИТ corporate blog / Habr

Содержание

Предупреждён — значит, вооружён. Часть 2 / МАСТЕР КИТ corporate blog / Habr

Чем больше народа, тем меньше кислорода

Воздух является тонкой материей, в которой диоксид углерода занимает по количеству лишь четвертое место, но имеет важнейшее значение для всего живого. По концентрации углекислого газа, которая определяется сравнительно легко, можно косвенно судить о содержании других веществ и использовать ее для анализа качества воздуха.

Концентрацию углекислого газа измеряют в пропромиллях — частей на миллион ppm (ppmv), миллиграммах на кубический метр или процентах.

Чтобы “поплавать” в значениях концентрации углекислого газа, можно почитать любую статью по обеспечению воздухообмена, пример “Сколько воздуха нужно человеку для комфорта?”

При повышенном содержании углекислого газа человек ощущает проблемы с дыханием (духота, удушье, кислородная недостаточность, нехватка воздуха), учащенный пульс, чувство усталости, разбитость, головную боль, головокружение, сонливость, невозможность сосредоточиться, потерю внимания, снижение работоспособности, раздражительность, обморок (хотя его он уже не ощущает) и т. д. — к счастью, не все симптомы сразу, и не каждым человеком.

Поговорка про количество народа/кислорода актуальна при нахождении людей в закрытом помещении — они поглощают кислород, а выделяют углекислый газ и другие вещества. Поэтому необходимо осуществлять контроль над содержанием углекислого газа в каждом помещении, где находятся люди.

Старость начинается тогда, когда больше денег тратится на поддержание здоровья, чем на его разрушение

Интересны люди, которые часто жалуются на свое здоровье, отдают огромные деньги врачам и фармацевтам, но не пытаются создать условия жизни такими, чтобы хворь отступала автоматически, без развития тяжелых последствий.
Для этого надо совсем немного — помимо генов (тут уже ничего не изменить), получать качественные и в достаточных количествах свет, воздух, воду, питание, вести ЗОЖ.

Человек значительную часть своей жизни проводит в закрытых помещениях, где актуально то, чем он дышит.

Измерение концентрации углекислого газа является наиболее простым и доступным способом контролировать качество воздуха, а значит, при необходимости, желании и небольших усилиях, сделать его лучше, что скажется на здоровье человека. Чем раньше по возрасту начать это делать, тем позже начнется разрушение организма.

Дышать хорошим воздухом в помещении энергозаторатно. Но лучше отдать деньги энергетикам, чем врачам, ведь дороже здоровья только лечение.

Чтобы пополнять помещение воздухом с большим содержанием кислорода, необходимо вытягивать отработанный воздух с повышенным содержанием углекислого газа и других веществ. Отсюда возникают простые требования:
1. Помещение должно обладать достаточным объемом, чтобы человеку всегда хватало, чем дышать. Поэтому при покупке жилища желательно считать не только квадратные метры, но и кубические.

2. Необходимо обеспечить как приток воздуха, так и его отток. При отсутствии одного или другого, процесс воздухозамещения происходит долго и не поспевает за увеличением концентрации углекислого газа.
Пример. В старых домах все было сделано очень грамотно — поступление свежего воздуха равномерно осуществлялось через щели в окнах и дверях, а удаление отработанного — через вытяжную вентиляцию в туалете. После установки современных герметичных окон и дверей человек резко ограничил не только поступление свежего воздуха, но и отток отработанного. Помогают приточные клапана, но они поставляют воздух локально, по сравнению с равномерным распределением из щелей старого окна.
Естественная или активная вентиляция должна обеспечивать такой воздухообмен, чтобы в любое время в присутствии разного количества людей содержание кислорода, углекислого газа и многих других составляющих воздуха, всегда находилось в комфортных пределах.
3. В зимнее время возможно обеспечить подогрев поступающего воздуха. Простейший вариант — установка приточного клапана между подоконником и радиатором отопления (современный аналог щели). Чтобы не выбрасывать тепло с уходящим из помещения воздухом, можно использовать системы рекуперации, когда уходящий поток подогревает входящий.
4. Датчик содержания углекислого газа позволяет включать вентиляцию и регулировать ее производительность в автоматическом режиме так, чтобы энергия тратилась только в присутствии человека при увеличении концентрации углекислого газа.
5. О вреде кондиционера. Помимо холодного потока воздуха, часто падающего на головы людей, перепада температур при выходе на улицу, бактерий, комфортно живущих в прохладе, существует опасность, о которой редко упоминается. В целях экономии электроэнергии, при работе кондиционера закрывают все окна. При этом концентрация углекислого газа быстро достигает значительной величины и получается прохладный, но бедный кислородом воздух. Поэтому форточку необходимо держать открытой — здоровье дороже.

С тех пор, как мы ввели налог на воздух, вы стали меньше дышать, возмутительно!

У нас в стране налог еще не ввели? Но все возможно. Поэтому необходимо бороться за то, чтобы он был справедливым, и мы платили бы деньги не “за воздух” а “за чистый воздух”. Одним из приборов для контроля состояния воздуха является измеритель концентрации углекислого газа.

Не соответствует воздух норме, соответственно и налог должен быть меньше.

Если оснастить все детские сады, школы и рабочие места такими приборами, глядишь, и что-то изменится. Ведь при качественном воздухе и отличном здоровье, человека и дышит реже (снижение налога), и думает лучше.

Существует ложь, наглая ложь и статистика

На работе примерно также — бывает комфортный рабочий день, тяжелый и собрание.

День 1. В комфортный день окно всегда приоткрыто и производительность труда находится на высоком уровне даже для двух человек. Кабинет имеет объем 6,07х 2,9 х 2,88 = 50,7 м3. На человека приходится 50,7 м3 / 2 = 25,35 м3.
День 2. В тяжелый день, ради науки, в порядке эксперимента окно закрыли на весь день — типичная ситуация для многих сотрудников, которые еще и все щели на окнах заклеивают. На этот раз коллега по работе под разными предлогами сбегал от эксперимента в соседние кабинеты, и отдуваться (в прямом смысле) значительную часть времени приходилось одному, поэтому на одного сотрудника приходилось и 25,35 м3 и 50,7 м3. В момент прихода еще двух коллег (50,7 / 4 = 12,7 м3/чел.) удалось достичь концентрации углекислого газа 1742 ppm — на графике, пик “Дайте воздуха”. Что интересное, зашедшие с улицы на короткое время люди никаких претензий по нехватке воздуха не высказывали, а ранее находившимся в нем было тяжело. Каждое открывание двери при выходе из помещения или возвращении наполняло комнату живительным кислородом (удаляло углекислый газ) и становилось немного легче. На более подробном графике было видно, что при каждом возвращении в кабинет наблюдается волна всплеска концентрации. По всей видимости, воздух в нижней части помещения при плотно закрытой двери имеет более высокую концентрацию углекислого газа, и при движении человека от двери он поднимается наверх и накрывает прибор, находящийся на столе. Затем, постепенно опускается вниз, занимая свое привычное место — волна повышенной концентрации спадает.

На графике также прекрасно видно время начала/окончания рабочего дня и обеденного перерыва.

В целом, работоспособность в тяжелый день была низкой, после обеда хотелось спать, с нетерпением ожидался конец рабочего дня.

Абсолютное большинство людей живут и работают в обстановке, которая была на второй день, оправдывая это отсутствием сквозняков, защитой от проникновения холодного воздуха (зимой) и боязнью простудиться. Возможно, они привыкают и работают продуктивно, но такая атмосфера не по мне. Особенно тяжело, когда повышенное содержание уровня углекислого газа продолжается длительное время.

День 3. Окно вновь приоткрыто, в помещении находится один человек и уровень концентрации ниже, чем был в первый комфортный день.

Теперь о собрании.

График, приведенный в начале статьи.

При объеме помещения 12 х 6 х 2,8 = 201,6 м3 и 28 человек, на одного сотрудника пришлось 7,2 м3 воздуха (представьте себя в кубике со стороной 1,93 м). В связи с этим интересно посмотреть требования к системам очистки и вентиляции воздуха на подводных лодках и космических кораблях.

Перед собранием помещение было хорошо проветрено. Люди прибывали заранее и концентрация с комфортных 435 ppm начала расти. Как всегда, кому-то стало прохладно, окно закрыли…

Через 6 минут после начала собрания был превышен уровень 1200 ppm, через 29 минут — 2000 ppm, а через 68 минут был “пробит” потолок рабочего диапазона прибора 3000 ppm. На индикаторе загорелись буквы Hi”, прибор ни на что не реагировал. Собрание продолжалось 1 час 43 минуты, после чего люди разошлись, окно и дверь вновь открыли, но индикатор еще 3 минуты находился в запредельном состоянии. Только через 60 минут уровень опустился до 500 ppm.

Спасло то, что собрание длилось не целый рабочий день.

Поэтому, кто желает реже дышать углекислым газом и ценит свое время так же, как Дэвид Грейди — прислушайтесь к призыву Владимира Маяковского из стихотворения «Прозаседавшиеся».

Как только находишь свою половинку, вокруг начинают бродить другие половинки и заставляют тебя сомневаться, поэтому — колебаться надо уверенно

Чтобы не было сомнений, что все половинки имеют близкие характеристики, в тестировании приняли участие два измерителя,

которым задавали вопросы о содержании углекислого газа

И о температуре. Ответы были близки к идеальным, где в качестве идеала температуры использовались показания уже потертого, самодельного прибора на базе датчика SHT75 (кто плавал, тот знает).

На видео «Запуск измерителя CO2» можно наблюдать процесс “устаканивания” значений, и вполне возможно — редчайшие кадры работы автоматической калибровки. Это не сравнение с аналогичными устройствами, а борьба с себе подобным.

Для окончательной проверки схожести показаний был проведен опыт с пакетом, когда два прибора помещены в одно замкнутое пространство. Для чистоты эксперимента, чтобы исключить влияние возможно сработавшей автоматической калибровки датчика режима “8bC”, особенно после фотосинтеза с искусственным освещением, когда концентрация снижалась до 293 ppm, проведен предварительный сброс на заводские настройки.

Через 30 минут нахождения в пакете была зафиксирована лишь незначительная разница, что является хорошим показателем для бытового прибора.

Два тестовых прибора дали возможность проведения экспериментов по измерению концентрации одновременно в разных частях помещения.

Сравнение окно и стол.
Окно — старое окно с добрыми щелями, через которые в комнату поступает свежий незауглекисленный воздух и “омывает” прибор, установленный на подоконнике. График не поднимается выше значения 500 ppm и слабо реагирует на процессы внутри помещения.

Людей тянет к окну не только поглазеть — они хотят подышать свежим воздухом из щелей. Сейчас окна у большинства пластиковые и непродуваемые, а привычка подходить к окну все равно осталась.

На столе, находящемся в паре метров от окна, график слишком нервный — реагирует на все, хотя датчик расположен так, чтобы на него не попадал выхлоп дыхания.

Сравнение верх — низ.
Датчики расположены в одном месте комнаты. Низ — на полу, верх — на высоте 2,2 метра (больше не позволяет длина кабеля).
Так как окно имеет щели, то поступающий в комнату свежий холодный воздух стелется понизу. В результате, график нижнего датчика более прямой,

чем верхнего.

Выступ на верхнем графике вызван тем, что в этот момент производилось фотографирование способа установки датчика при помощи короба для прокладки кабелей.

Показания приборов на разной высоте зависят не только от точности датчика, наличия людей и их активности.
Во многих комнатах, в частности у нас, окна не герметичные и имеют хорошие щели. Дверь также не идеальна. Если дверь очень плотно закрыть, сквозняк не ощущается. Но стоить оставить малейшую щель, то начинается движение воздуха от окна к двери. Дверное полотно имеет размер 2000 х 800 мм. Считаем, что со стороны петель при небольшом открытии двери воздух не проходит. При щели в 1 мм, проем для движения воздуха имеет площадь 2800 мм2 — это квадрат со стороной 53 мм. Для щели 2 мм — квадрат со стороной 75 мм, для 3-х мм — 92 мм, для 5-ти — 118 мм.

Имеет значение и направление ветра. Если он дует в окно, то скорость воздухообмена увеличивается.

Таким образом, при сквозняке в зимних условиях, когда свежий холодный воздух поступает в комнату, он стелется понизу и концентрация углекислого газа там ниже.

Если помещение герметично, то концентрация в нижней части помещения при наличии людей повышенная. Углекислый газ хорошо растворяется в воздухе, но он тяжелее воздуха.

Закройте окно, дует!

В коллективе почти всегда имеется человек, которому “дует”. Это может быть вызвано особенностями характера, здоровьем, неправильным расположением рабочего места, неудачной планировкой помещения, ошибками проектирования или монтажа систем вентиляции и кондиционирования.
У нас таких нет, поэтому можно спокойно работать с приоткрытым окном и применять экстремальное проветривание.
На высоте 2, 2 метра график проветривания выглядит так

На полу он такой:

Идеи по применению.
1. Прибор МТ8057 можно использовать в системах автоматизации даже без его вскрытия. Для подключения достаточно одного/двух/трех фотоэлементов, которые устанавливаются напротив “светофора” прибора. В этой возможности заключается большое преимущество рассматриваемой модели по сравнению с теми, которые оснащены только ЖК индикатором. Пороги включения/отключения сигнальных светодиодов настраиваются в приборе, поэтому можно реализовать различные алгоритмы управления вентиляцией или окном. В этом направлении можно использовать любую из электронных платформ, которые освоил радиолюбитель. Начинающие специалисты могут с легкостью реализовать простейшую приставку к прибору для управления системой вентиляции или сигнализирующим устройством.
Передавать сигнал на управляющее устройство можно по проводам или радиоканалу.
2. Экономия затрат на вентиляции.
Помимо автоматизации включения вентиляции и регулировки производительности при помощи датчика углекислого газа, можно еще больше уменьшить потребление энергии. Чтобы обеспечить здоровый сон и не вентилировать всю квартиру, достаточно уменьшить вентилируемый объем до одной комнаты и даже меньше, при использовании над кроватью балдахина.
3. Дышать как птицы в лесу.
Не каждый городской житель может дышать чистым лесным воздухом. Даже садовод не всегда работает среди деревьев.
Не у всех, но возможны ситуации, когда забор чистого и свежего воздуха для приточной вентиляции можно организовать непосредственно из кроны дерева, если оно расположено на доступном расстоянии от дома. Теперь мы знаем, для чего нужно построить дом, вырастить сына и посадить дерево. Если предки человека слезли с дерева, то современные люди вновь стремятся к истокам.
4. Индикатор концентрации углекислого газа можно использовать в системах охраны. Легко определяется наличие человека, количество людей и физическая активность. При наличии человека фиксируется открытие двери или окон.

Множество фотографий — инструкция по работе с прибором и его основные технические характеристики, результаты измерений, печатная плата и графики работы приведены в альбоме “Измеритель углекислого газа”.

Ссылка на приобретение, программы для подключения к компьютеру, описание и технические характеристики детектора углекислого газа МТ8057.

←сюда туда→

habr.com

Оксиметры, они же газонализаторы кислорода

Содержание кислорода требует проверки в самых различных случаях, и это касается не только воздушной среды в офисных, жилых или технологических помещениях. Степень концентрации кислорода также подлежит контролю, например, в аквариумистике, для поддержания нормального развития, жизни и размножения водорослей и рыб. Кроме того, от кислородонасыщенности зависят рабочие параметры жидких сред в пищевой, нефтехимической, фармацевтической и других отраслях, например, для повышения эффективности работы очистных сооружений, мониторинга технологических сред, водохранилищ и т. д. С максимальной быстротой и точностью кислородосодержание поможет определить газоанализатор кислорода – оксиметр.

Принцип работы оксиметра

Любой газоанализатор кислорода имеет влагозащищённый и прочный корпус, от которого отходит измерительный датчик, погружаемый в разнообразные жидкие среды. Диапазон работы прибора зависит при этом не от собственных характеристик, а от возможностей конкретного датчика. Таким образом, главным отличием моделей оксиметров друг от друга является именно особенности датчика, а алгоритм вычисления количества кислорода в исследуемом объёме остаётся неизменным. Данная величина устанавливается методом электрохимического анализа, а затем отражается на дисплее или индикаторе прибора.

Основные виды газоанализаторов кислорода

Ассортиментный ряд моделей оксиметров достаточно широк. Как правило, все они подразделяются на три основных вида: стационарные, портативные и промышленные.

Стационарные приборы успешно применяются на определённых участках промышленных линий, трубопроводов и тому подобных объектов для постоянного мониторинга концентрации кислорода. Как правило, такие приборы снабжены крупным дисплеем, где с максимальной наглядностью отображаются полученные результаты. Также сфера использования обязывает стационарные газоанализаторы обеспечивать надежность измерений и стабильно высокие показатели точности.

Портативные газоанализаторы предназначены для периодических экспресс-проверок уровня кислорода в жидких средах. Они, как правило, способны производить анализ только одного вида среды – водной либо газообразной. Мобильные приборы хорошо подходят для небольших лабораторий, впрочем, демонстрируемая точность измерений позволяет использовать такие оксиметры как в быту, так и в профессиональной среде.

Оксиметр промышленного типа отличается улучшенными техническими характеристиками, так как рассчитан на работу в условиях сложных производств. Например, конструкция таких приборов может быть оснащена не только ударопрочным и влагостойким, но и взрывозащищённым корпусом, предусматривать дистанционное управление и др. Также промышленные газоанализаторы кислорода могут содержать в себе дополнительный измерительный функционал, учитывающий температуру и другие параметры анализируемой среды.

xn—-7sbabfc9cl.xn--p1ai

Датчики растворенного кислорода, CO₂ и озона

Что такое растворенный кислород (O2)?

Растворенный кислород — это свободный, несвязанный кислород, который находится в …

Что такое растворенный кислород (O2)?

Растворенный кислород — это свободный, несвязанный кислород, который находится в воде или другой жидкости.

Зачем измерять концентрацию растворенного кислорода?

Надлежащая концентрация кислорода имеет важное значение для многих процессов в области биотехнологий, разработки лекарств, в производстве продуктов питания и напитков, химическом производстве, водоподготовке и очистке сточных вод. Измерения на технологической линии для контроля содержания растворенного кислорода играют важнейшую роль в оптимизации выхода и качества продукции, снижении себестоимости, а также в обеспечении безопасности технологического процесса.

Что такое измеритель концентрации растворенного кислорода?

Измерители концентрации растворенного кислорода МЕТТЛЕР ТОЛЕДО непрерывно измеряют концентрацию растворенного кислорода в воде или другой жидкости в режиме реального времени. В разных областях применения и отраслях промышленности концентрация растворенного кислорода выражается либо в относительных единицах, например, в процентах насыщения, объемных процентах, процентах растворенного кислорода или ppm, или в абсолютных количествах, например, в мг/л или ммоль/л. Датчики растворенного O2 с современной оптической технологией позволяют точно измерять концентрации вплоть до следовых и практически не требуют технического обслуживания.

Как работает измеритель концентрации растворенного кислорода?

Компания МЕТТЛЕР ТОЛЕДО предлагает два разных типа датчиков кислорода: амперометрические и оптические.

Амперометрические: В этом типе датчиков растворенного кислорода используется газопроницаемая мембрана, разделяющая образец и гальванический элемент. Скорость диффузии кислорода через мембрану прямо пропорциональна парциальному давлению кислорода в жидкости за пределами датчика. На катоде и аноде внутри датчика подается напряжение, обеспечивающее протекание электрохимической реакции кислорода. Кислород восстанавливается на катоде, а анод окисляется, создавая небольшой ток, прямо пропорциональный количеству реагирующего кислорода. В дополнение к этому, датчик растворенного кислорода использует значение температуры для преобразования значения парциального давления кислорода в значение концентрации растворенного кислорода с

www.mt.com

Про кислородные датчики. — DRIVE2

Прочитал тут пару постов про кислородные датчики.Народ рассуждает о том, о чём не имеет ни малейшего представления.Ещё и умудряются давать советы и спорить.
Ещё с этим и в топ попадают.Писать у них в комментариях я ни чего не стал, напишу не много у себя.Это будет только самое основное что может пригодиться тем кто хочет понимать как это работает.Своими словами красиво написать не смогу и потом мне ещё будут что то доказывать, поэтому информация взята с сайта NGK.
И так:
Технологии кислородных датчиков
Различают три типа кислородных датчиков. Датчики из диоксида циркония и диоксида титана называют также кислородными датчиками перехода или «бинарными» датчиками, поскольку сигнал датчика здесь колеблется между двумя величинами.

Третья группа — это так называемые широкополосные кислородные датчики. Их также называют «линейными» кислородными датчиками, поскольку они измеряют и воспроизводят текущий переход между различными состояними смеси.

Кислородный датчик из диоксида циркония

1

Этот кислородный датчик состоит из твердотельного электролита на основе диоксида циркония. Данный материал становится проводящим для ионов кислорода, начиная с температуры от 300 °C.

Посредством электродов, которые расположены на элементе на внутренней стороне (эталонный воздух / окружающий воздух) и на стороне отработавших газов (измерительный газ), измеряется содержание кислорода в отработавшем газе.

Выходной сигнал генерируется ионами кислорода, проходящими через элемент и стремящимися компенсировать разницу в количестве кислорода (перепад парциального давления кислорода).

Кислородный датчик из диоксида циркония отличается следующими свойствами:

быстрая готовность к эксплуатации
термостойкость
нечувствительность к гидроудару
невосприимчивость к токсичности
высокая надёжность

В зависимости от автомобиля, эти датчики применяются как регулирующие и как диагностирующие датчики.

2

3

4

Кислородный датчик из диоксида титана

5

Кислородный датчик из диоксида титана также является датчиком перехода. Диоксид титана имеет специальную особенность: электрическое сопротивление изменяется пропорционально доле кислорода в отработавшем газе. Измеренное сопротивление сообщает информацию о том, в каком рабочем состоянии находится двигатель.
Кислородный датчик из диоксида титана отличается следующими свойствами:

прочный и компактный
высокая скорость реакции
не требуется эталонный воздух
быстрое достижение рабочей температуры

В зависимости от автомобиля, эти датчики применялись как регулирующие и как диагностирующие датчики. Сейчас эти устройства больше не используются в заводской комплектации.

6

www.drive2.ru

WestMedGroup — Кислородные датчики

Кислородные датчики

Кислдородный датчик, или кислородный зонд, щуп, сенсор, лямбда-датчик

Оксигенотерапия – главный метод лечение дыхательной недостаточности и гипоксемии. Источниками кислорода могут быть как баллоны с сжиженным кислородом, постоянно пополняемые, так и самостоятельное его производящие кислородные генераторы. Однако вредным для организма может оказаться как недостаток кислорода, так и его избыток в дыхательной смеси. Побочным действием могут стать ожоги слизистой дыхательных путей и разрыв легочной ткани при избыточном давлении. В качестве профилактики ятрогенных осложнений используют, в том числе, кислородные датчики.

Существуют датчики аппаратов ИВЛ (реагирующие на избыток кислорода в смеси путем измерения остаточного кислорода на выходе) и датчики пульсоксиметров, реагирующие на кислородный состав крови. Электронные датчики были разработаны компанией Robert Bosch GmbH в конце 1960-х. Оригинальныей сенсор состоит из циркониевой основы, керамического покрытия и тонкого слоя платины с боков.

Датчики растворенного кислорода широко используются в медицине, химии, экологии, машиностроении, дайверами, противопожарными системами.

Технологии измерения газового состава разнообразны: с помощью диоксида циркония, ИК-портов, гальванические, ультразвуковые, лазерные.

Датчики измеряют не непосредственно концентрацию кислорода, а разность между кислородом выдыхаемой смеси и атмосферного воздуха.

Лабораторные датчики растворенного кислорода представляют собой, упрощенно, катод и анод, погружаемые в электролитный раствор (кровь). Кислород диффундирует через мембрану сенсора и реагирует с катодом, создавая электроимпульс. Существует линейная зависимость между концентрацией кислорода и мощностью сигнала.

Существуют оптоды – фотолюминесцентные датчики, измеряющие концентрацию кислорода по оптическим показателям.

Компания WestMedGroup Ltd. Является официальным дистрибьютером систем для оксигенотерапии от компании MILS.

westmedgroup.ru

gazvavan › Блог › Датчик концентрации кислорода (Просой способ диагностирования в продолжении)

The sensor of concentration of oxygen
Датчик кислорода — он же лямбда-зонд — устанавливается в выхлопном коллекторе таким образом, чтобы выхлопные газы обтекали рабочую поверхность датчика. Материал его как правило циркониевый (используется керамический элемент на основе двуокиси циркония, покрытый платиной) — гальванический источник тока, меняющий напряжение ( 50-100 до 850-900 мВ ( может до1.2 В.) . Для исправного датчика разница между максимальным и минимальным значениями должна быть не менее 500 мВ. )
При стехиометрическом составе топливно-воздушной смеси
(14.7: 1) его выходное напряжение составляет 0.4-0.5 В.

см. фото

в зависимости от температуры и наличия кислорода в окружающей среде. Рабочий диапазон температуры датчика начинается от 300 градусов. Конструкция его предполагает, что одна часть соединяется с наружним воздухом, а другая — с выхлопными газами внутри трубы. В зависимости от концентрации кислорода в выхлопных газах, на выходе датчика появляется сигнал. Уровень этого сигнала, для датчиков систем впрыска конца 80-х — начала 90-х годов, может быть низким (0,1…0,2В) или высоким (0,8…0,9В). Таким образом датчик кислорода — это своеобразный переключатель (триггер), сообщающий контроллеру впрыска о качественной концентрации кислорода в отработавших газах. Фронт сигнала между положениями «Больше» и «меньше» очень мал. Напряжение на выходе датчика должно переключаться с низкого на высокое и обратно (примерно в диапазоне от 200 до 800 мВ) с частотой 0.8…1.0 Гц Настолько мал, что его можно не рассматривать всерьез. Контроллер принимает сигнал с лямбда-зонда, сравнивает его с значением, прошитым в его памяти и, если сигнал отличается от оптимального для текущего режима, корректирует длительность впрыска топлива в ту или иную сторону. Таким образом осуществляется обратная связь с контроллером впрыска и точная подстройка режимов работы двигателя под текущую ситуацию с достижением максимальной экономии топлива и минимизацией вредных выбросов Коэффициент избыточности воздуха — L (лямбда) характеризует — насколько реальная топливно-воздушная смесь далека от оптимальной (14,7:1). Если состав смеси — 14,7:1, то L=1 и смесь оптимальна. Если L < 1, значит недостаток воздуха, смесь обогащенная. Мощность двигателя увеличивается при L=0,85 — 0,95. Если L > 1, значит налицо избыток воздуха, смесь бедная. Мощность при L=1,05 — 1,3 падает, но зато экономичность растет. При L > 1,3 смесь перестает воспламеняться и начинаются пропуски в зажигании. Бензиновые двигатели развивают максимальную мощность при недостатке воздуха в 5-15% (L=0,85 — 0,95), тогда как минимальный расход топлива достигается при избытке воздуха в 10-20%% (L=1,1 — 1,2). Таким образом соотношение L при работе двигателя постоянно меняется и диапазон 0,9 — 1,1 является рабочим диапазоном лямбда-регулирования. В то же время, когда двигатель прогрет до рабочей температуры и не развивает большой мощности (например работает на ХХ), необходимо по возможности более строгое соблюдение равенства L=1 для того, чтобы трехкомпонентный катализатор смог полностью выполнить свое предназначение и сократить объем вредных выбросов до минимума

см. фото

Речь идет о системах ЕВРО-2, а не ЕВРО-3 или ЕВРО-4.
2. ДКК работает в этой системе только при выполнении двух условий: нет режима полной мощности (в серийных прошивках — примерно 75% дросселя, в тюнинговых, как правило, меньше) и не активен алгоритм обогащения по приращению дросселя. В этих режимах ДКК не работает и состав смеси определяется калибровками. Проще говоря, в режиме «тапка в пол» и при ускорении показания ДК не учитываются (то есть он не мешает динамике:). Положительный момент: даже в этих зонах работы действует расчетная адаптивная коррекция времени впрыска (память обучения), которая лишь помогает системе обеспечить именно тот состав смеси, который заложен в мощностных калибровках.
3. Несколько слов о взаимозаменяемости датчиков. Лямбда-зонд с подогревом может устанавливаться вместо такого же, но без подогрева. При этом необходимо смонтировать на автомобиль цепь подогрева и подключить ее к цепи, запитываемой при включении зажигания. Самое выгодное — в параллель к цепи питания электробензонасоса. Не допускается обратная замена — установка однопроводного датчика вместо трех- и более- проводных. Работать не будет. Ну и конечно необходимо, чтобы резьба датчика совпадала с резьбой, нарезанной в штуцере.Ресурс кислородного датчика как правило не превышает 70 тыс. км при удовлетворительном качестве топлива. Об остаточном ресурсе в первом приближении можно судить по амплитуде изменения напряжения на сигнальном проводе датчика, приняв за 100% амплитуду 0.9в. Лямбда-регулирование как функция ECU может быть проверена при помощи батарейки напряжением 1…1.5в и осциллографа. Последний следует установить

www.drive2.ru

Кислородные датчики

Часто задаваемые вопросы о кислородных датчиках.

Купить кислородный датчик можно в нашем интернет-магазине

Какие функции выполняет кислородный датчик?
Датчик кислорода определяет содержание кислорода в выхлопных газах и передаёт эту информацию блоку управления двигателем (компьютеру), который, в свою очередь, регулирует состав топливо/воздушной смеси. Кислородные датчики также называют лямбда-датчиком.  Лямбдой называют отношение реального количества воздуха к необходимому количеству воздуха. Если лямбда равна единице то состав топливо/воздушной смеси оптимален и составляет 1/14,7, если лямбда больше единицы – смесь бедная (много кислорода, мало топлива), если меньше единицы – смесь богатая (мало кислорода, много топлива).  Слишком большое количество кислорода в выхлопных газах говорит о бедности смеси (малом содержании топлива), что приводит к снижению мощности двигателя и пропускам в зажигании (двигатель “троит”). Слишком малое количество кислорода, свидетельствует о переобогащенной смеси (большом количестве топлива), что приводит к повышенному расходу топлива и повышению токсичности выхлопных газов.

Почему ломается кислородный датчик?
Воздействие высокой температуры, давления, вибрации и различных химических соединений на кислородный датчик приводят к постепенному выходу его из строя. После его поломки наблюдается повышенный расход топлива, снижение мощности двигателя, повышение токсичности выхлопных газов. Именно поэтому проверка работоспособности и при необходимости замена кислородного датчика является важным элементом технического обслуживании автомобиля.

Где расположен кислородный датчик?
Кислородный датчик определяет количество кислорода в выхлопных газах и располагается в выхлопной трубе. Практически все автомобили с бензиновым двигателем, выпущенные после 1986 года имеют как минимум один кислородный датчик. Большинство современных автомобилей имеют как минимум два кислородных датчика, один из которых расположен, как правило, после катализатора. Сигнал с посткаталитического (нижнего) кислородного датчика позволяет оценивать качество работы катализатора. Точное расположение кислородного датчика на конкретном автомобиле указывается в техническом руководстве к данному автомобилю.

Почему следует заменить неисправный кислородный датчик?
Замена неисправного кислородного датчика на новый датчик позволяет экономить топливо, улучшить динамику автомобиля, уменьшить токсичность выхлопных газов, является профилактикой преждевременного выхода из строя дорогостоящего катализатора.

Когда кислородный датчик нужно заменить?
Существуют рекомендованные интервалы замены кислородных датчиков, однако межсменные интервалы являются не единственными  критериями замены датчиков кислорода. Если имеются признаки повышенного расхода топлива, ухудшение динамики или экологических характеристик работы двигателя необходимо проверит работоспособность кислородного датчика. Следует учитывать, что кислородный датчик изнашивается постепенно, зачастую незаметно для хозяина автомобиля. Кислородные датчики с одним или двумя проводами при эксплуатации автомобиля в Европе или США требуют замены при пробеге в 50000-80000 км. 3- и 4-проводные датчики требуют замены после 100000 км пробега.

Виды кислородных датчиков.
Существует несколько классификаций автомобильных кислородных датчиков:
1. По количеству проводов: 1-,2-,3-,4-,5-,6-контактные датчики.
2. По дизайну сенсорного элемента: “пальчиковые” и пластинчатые
3. По способу крепления в выхлопную трубу: резьбовые и фланцевые.
4. По ширине измерений лямбды: узкополосные (детектируют лямбду при величине >1) и широкополосные (детектируют лямбду от 0,7 до 1.6).

Принцип работы кислородного датчика.
Принцип работы кислородного датчика – электрохимический. Большинство кислородных датчиков изготавливаются на основе оксида циркония ZnO2 (окислитель) и платины (катализатор химической реакции окислении/восстановления). При работе двигателя выделяются раскалённые выхлопные газы, имеющие сложный химический состав. Основными составляющими их являются азот N2, углекислый газ CO2, кислород O2 и вода h3O. Однако в выхлопных газах содержаться и недоокисленные продукты горения топлива — CO  и CH. Именно с недоокисленными продуктами вступает в реакцию окисления/восстановления оксид циркония кислородного датчика. Непременными условиями протекания этих химических реакций является высокая температура (360 градусов Цельсия) и присутствие катализатора (платина). При восстановлении двуокиси циркония ZnO2 в окись циркония ZnO возникает электрический ток, который детектируется на контактах кислородного датчика. Так как окись циркония ZnO, является недоокисленным продуктом, она постоянно стремится окислится в двуокись циркония ZnO2, поэтому при работе двигателя на поверхности кислородного датчика происходит постоянное чередования процессов окисления и восстановления, что детектируется как волнообразное изменение напряжения на контактах кислородного датчика. Напряжение генерируемое кислородным датчиком колеблется на уровне от 100 mV (бедная смесь) до 900 mV (богатая смесь). При оптимальном соотношении топливо/воздушной смеси датчик генерирует напряжение порядка 465 mV.

Количество проводов, которые имеет кислородный датчик, может колебаться от одного до пяти и даже шести. Этот внешний признак отражает особенности внутреннего устройства кислородного датчика.
Одноконтактные датчики – имеют один сигнальный провод, по которому передаются генерируемые датчиком электрические импульсы.
Двухконтактные датчики – имеют один сигнальный провод и один провод “на массу” (дублирует заземление через корпус датчика). Заземляющий провод позволяет более точно оценивать показания сигнального провода блоком управления двигателем.
Трёхконтактные датчики – имеют один сигнальный провод, один провод “на массу” и один провод на нагревательный элемент. Эти датчики характеризуются следующими достоинствами:
1. Короткое время достижения датчиком рабочей температуры (более 350 градусов) вследствие чего снижается количество вредных выбросов при работе холодного двигателя;
2. увеличивается срок службы датчика, так как у нагреваемых датчиков изменение температуры происходит, более плавно, чем у датчиков без нагревательного элемента;
3. датчики, снабжённые нагревательным элементом, имеют менее строгие требования к месторасположению в выхлопной системе, что упрощает их техобслуживание. 
Мощность нагревательного элемента в кислородном датчике составляет либо 12Вт, либо 18Вт. Следует учитывать, что установка датчика с неправильно подобранной мощностью нагревательного элемента может привести к перегреву датчика и быстрому выходу его из строя.
Четырёхконтактные датчики – обязательно имеют один сигнальный провод,  один питающий на нагревательный элемент и один заземляющий провод. Функция последнего провода может быть различной и зависит от особенностей устройства системы управления конкретным двигателем. Четвёртый провод может быть либо ещё одним заземляющим (в случаях, когда заземление через корпус датчика не предусмотрено), либо питающим проводом для второго нагревательного элемента. Следует учитывать, что при ошибочной установки датчика с заземлением на корпус вместо датчика без заземления на корпус или наоборот может привести к тому, что блок управления двигателем не распознает сигналы, поступающие с кислородного датчика.

stars-auto.com

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о