С-Петербург, улица Тосина 3
+7 (812) 917-84-85
+7 (921) 316-27-00
Главная » Разное » Датчик воздушного потока

Датчик воздушного потока


Тепловой датчик воздушного потока

Особое преимущество теплового датчика заключается в том, что он измеряет массовый расход воздуха. Принцип его действия таков: коша воздух проходит вблизи нагретой нити, он уменьшает

ее температуру. Если измерительная схема будет увеличивать ток через нить таким образом, чтобы поддерживать температуру нити постоянной, тогда этот ток будет пропорционален скорости воздушного потока. В прибор также входит резистор, компенсирующий изменения температуры. «Горячая нить» изготавливается из платины и имеет длину порядка нескольких миллиметров и толщину около 70 микрон. Из-за малых размеров

постоянная времени этого датчика крайне мала – порядка нескольких миллисекунд. Это очень большое преимущество, поскольку любые пульсации в воздушном потоке будут немедленно обнаружены и переданы в блок контроля. Выходной

сигнал схемы, входящей в теплопроводный датчик, и есть напряжение на прецизионном резисторе. На рис. 2.58 показан тепловой датчик воздушного потока фирмы Бош.

Сопротивление нагретой нити и прецизиского резистора подобраны так, чтобы ток нагреве, нити менялся между 0,5 А и 1,2 А. На другом плече моста используются резисторы большого сопротивления, поэтому ток очень. Резистор, компенсирующий температуру, имеет сопротивление около 500 Ом, которое должно оставаться постоянным независимо от изменения температуры.

По этой причине используется тонкопленочный платиновый резистор. Компенсирующий резистор может увеличить время реагирования системы до 3 сек.

Выходной сигнал этого прибора может меняться при загрязнении нити. Однако нагревание нити до очень высокой температуры всего на 1 сек при каждом включении двигателя предотвращает любое загрязнение благодаря полному обжигу нити. В некоторых датчиках объема воздуха для установки режима холостого хода применяется переменный резистор.

Тонкопленочный датчик потока воздуха

Тонкопленочный датчик потока воздуха похож на систему с нагреваемо»! нитью. Вместо нагреваемой Платоновой нити здесь используется тонкая пленка из никеля. Время отклика данной системы значительно меньше, чем у системы с нитью. На рис. 2.59 этот датчик показан более детально.

Вихревой датчик потока

На рис. 2.60 показан принцип действия вихревого датчика потока. Он имеет перегородку с острой кромкой, которая частично препятствует движению потока воздуха. Вихри воздуха срываются с кромки перегородки с частотой, линейно зависящей от скорости потока. Вихревой датчик формирует выходной сигнал, пропорциональный скорости потока. Обнаружение вихрей может быть выполнено при помощи ультразвукового передатчика

и приемника, которые будут создавать выходной прямоугольный сигнал пропорциональной частоты. Основное преимущество этого прибора - отсутствие каких-либо движущихся частей, что естественно устраняет все проблемы с износом.

Для хорошей работы вихревого датчика воздушный поток должен иметь достаточную скорость, чтобы могла возникнуть турбулентность, но в то же время скорость не должна быть слишком большой, поскольку это вызовет пульсации

давления (помпаж) в процессе измерения. По грубой оценке, скорость потока не должна превышать 50 м/сек.

Когда датчик используется в качестве измерителя расхода воздуха в двигателе, эта система создает сигнал частотой порядка 5Q Гн на холостом ходу и свыше 1 кГц при полной нагрузке.

Трубка Пито

Датчик потока воздуха на основе трубки Пито - очень простой прибор. Он состоит из маленькой трубки, выведенной открытым конном в сторону воздушного потока, чтобы напор воздуха вызвал

увеличение давления в трубке по сравнению с давлением снаружи трубки. Точно такая же система применяется «авиации для измерения скорости в полете. Две трубки соединяются в один

преобразователь резкости давлений, такой как прибор с изменяемей емкостью. Р, и Ра обозначают соответственно давление напора и статическое давление. На рис. 2.61 показана трубка Пито и дифференциальный датчик давления для измерения потока воздуха.

Турбинный датчик потока

Использование турбины для измерения потока жидкости является инвазивной, то есть агрессивной, формой измерения. Внесение прибора в жидкость снижает скорость потока. Однако данный технический прием все еще используется, так как при тщательном проектировании воздействие на поток может быть сведено к минимуму. На рис. 2.62 показан типичный датчик потока турбинного типа.

Выходной сигнал турбины, скорость вращения которой пропорциональна скорости потока, может быть сформирован несколькими способами. Часто используется оптический датчик наподобие описанного вследующем разделе.

Оптические датчики

Оптический датчик положения вращения является относительно простым прибором. Оптический датчик и ею схема, показанная на рис. 2.63, содержит фоторезистор в качестве детектора и светоизлучающий диод о качестве источника света. Бели свет сфокусировать в очень узкий луч, выходной сигнал данной схемы будет представлять сигнал прямоугольной формы с частотой, пропорциональной скорости вращения.

Кислородные датчики

Назначение кислородного датчика в автомобиле заключатся в том, чтобы обеспечить систему управления работой двигателя обратной связью по качеству смеси (соотношение «воздух/топливо»). Количество кислорода, обнаруживаемое в выхлопе, напрямую связано с насыщенностью смеси, или отношением воздуха к топливу. Показатель массового отношения «воздух-топливо» называется λ-факторам, его оптимальное значение составляет

14,7:1. Кислородные датчики выхлопа (exhaust gas oxygen —EGO) размещаются вблизи коллектора для сохранения адекватного температурного режима.

Такие датчики надежно работают при температурах свыше 300 °С. В некоторых конструкциях вводится нагревательный элемент, чтобы требуемая температура достигалась быстрее. Этот тип датчика носит название нагреваемый кислородный

Датчик выхлопа (heated exhaust gas oxygen — HEGO). Нагревательный элемент (который потребляет скол о Ш Вт) работает не постоянно, а лишь поддерживает температуру датчика в безопасной области (не выле 850 ЮС). Именно по этой

причине датчики обычно не помещают непосредственно в выпускной коллектор. На рис. 2.64 показан в разрезе кислородный датчик выхлопа.

Основной активный компонент большинства типов кислородных датчиков — двуокись циркония. Это керамическое вещество наносится на платиновые электроды, подвергаемые действию выхлопного газа. Дополнительное керамическое покрытие наносится на боковую поверхность датчика, контактирующую с выхлопными газами, для его зашиты от продуктов сгорания. Принцип действия датчика состоит, а том, что при температурах свыше 300 °С двуокись циркония начинает

проводить ионы кислорода. Датчик сконструирован таким образом, чтобы максимально точно реагировать на значение A-фактора. Поскольку один электрод связан с атмосферным воздухом (это реперная точка для измерений), большее количество ионов кислорода будет присутствовать именно на этой стороне. Вследствие диффузии эти ионы проникают в электрод и мигрируют через электролит, то есть Z К). Этот процесс приводит к созданию

заряда аналогично действию батареи. Величина этого заряда зависит от содержания кислорода в выхлопных газах. Обычно в зоне оптимального λ-фактора датчик развивает напряжение порядка 400 мВ.

Система управления двигателем с обратной связью по λ-фактору позволяет очень точно отслеживать процесс сгорания топлива в двигателе. И, следовательно, возможен точный контроль выбросов выхлопных газов.

Датчики освещенности

Схема, использующая светочувствительный резистор, показана на рис. 2.65. Схему можно применять как электронный выключатель, реагирующий на увеличение или на уменьшение потока света. Возможные применения схемы - для самоубирающихся фар, самоубираюшихся внутренних зеркал

или парковочных огней, которые будут автоматически включаться с наступлением сумерек.

Тепловой датчик воздушного потока

Особое преимущество теплового датчика заключается в том, что он измеряет массовый расход воздуха. Принцип его действия таков: когда воздух проходит вблизи нагретой нити, он уменьшает ее температуру. Если измерительная схема будет увеличивать ток через нить таким образом, чтобы поддерживать температуру нити постоянной, тогда этот ток будет пропорционален скорости воздушного потока. В прибор также входит резистор, компенсирующий изменения температуры. «Горячая нить» изготавливается из платины и имеет длину порядка нескольких миллиметров и толщину около 70 микрон. Из-за малых размеров постоянная времени этого датчика крайне мала — порядка нескольких миллисекунд. Это очень большое преимущество, поскольку любые пульсации в воздушном потоке будут немедленно обнаружены и переданы в блок контроля. Выходной сигнал схемы, входящей в теплопроводный датчик, и есть напряжение на прецизионном резисторе. На рисунке показан тепловой датчик воздушного потоки фирмы Бош.

Рис. Датчик массового расхода воздуха (источник: Bosch Press)

Сопротивление нагретой нити и прецизионного резистора подобраны так, чтобы ток нагревая нити менялся между 0,5 А и 1,2 А. На другом плече моста используются резисторы большого сопротивлении, поэтому ток очень слабый. Резистор, компенсирующий температуру, имеет сопротивление около 500 Ом, которое должно оставаться постоянным независимо от изменения температуры. По этой причине используется тонкопленочный платиновый резистор. Компенсирующий резистор может увеличить время реагирования системы до 3 сек.

Выходной сигнал этого прибора может меняться при загрязнении нити. Однако нагревание нити до очень высокой температуры всего на 1 сек при каждом включении двигателя предотвращает любое загрязнение благодаря полному обжигу нити. В некоторых датчиках объема воздуха для установки режима холостого хода применяется переменный резистор.

Датчики скорости потока воздуха или газа. Датчики воздушного потока

Датчик скорости и расхода воздуха MVEVK | Alre

MVEVK-961.100 — компактный измерительный преобразователь широкого назначения, подходит для измерения скорости воздуха. Благодаря компактной конструкции этот датчик может использоваться практически с любым оборудованием. Благодаря высококачественному тонкопленочному чувствительному элементу, принцип действия которого похож на функцию пленочного термоанемометра, датчик обладает высокой чувствительностью и позволяет получать точные результаты измерений.

Датчик расхода воздуха DPT-FLOW для HVAC систем | HK Instruments

Устройство DPT-Flow можно использовать для замера расхода воздушного потока в центробежных вентиляторах, а также в качестве датчика регулировки расхода в воздуховоде либо в выбранном вентиляторе или воздуходуве. Его также можно использовать в системе воздуховодов и в установках кондиционирования воздуха в качестве местного индикатора расхода.

DPT-Flow-Batt — удобный местный индикатор расхода воздуха, предназначенный специально для условий и сфер применения, в которых отсутствует доступ к сети электропитания. Одно устройство совместимо с вентиляторами различных типов. Оно также позволяет легко измерять расход в системе воздуховодов, например в сочетании с усредняющим измерительным зондом FloXact.

Электронные датчики скорости и температуры воздуха серии AVT разработаны для использования в системах автоматизации зданий и HVAC, мониторинга скорости и температуры воздушного потока в воздуховодах и шкафах с ламинарным потоком, а также на вентиляторах и заслонках. Данные датчики используются в среде воздуха и негорючих газов.

Устройство замера скорости воздушного потока FloXact | HK Instruments

Зонд FloXact — устройство предназначенное для замера скорости воздушного потока в воздуховодах. Он поддерживает несколько точек считывания для замера полного и статического давления. Зонд FloXact обладает уникальной конструкцией, усиливающей перепад давления примерно в 2,5 раза, что позволяет повысить точность измерений при низкой скорости воздуха вплоть до 1 м/с. Это простое в установке и экономичное устройство.

Реле расхода воздуха SS 20.200 | Schmidt

Реле применимо для мониторинга расхода воздуха, чистых помещений, систем сжатого воздуха, систем охлаждения, систем осушения и  контроля состояния фильтров. Работает по принципу термоанемометра и может применяться в системах под давлением до 10 бар, выводит дискретный сигнал и имеет встроенный измеритель температуры.

Компактный датчик скорости воздуха SS 20.250 | Schmidt

SS 20.250 применим для: мониторинга энергоэффективности вентиляторов, мониторинга фильтрующих агрегатов, контроля безопасности путем измерения расхода в вытяжных шахтах, мониторинга ламинарных потоков в чистых комнатах.

Погружной расходомер SS 20.260 | Schmidt

Датчик SS 20.260 удовлетворяет множеству требований, таких как широкий диапазон измерения от близких к нулю значений и до крайне больших величин.

Применим для: контроля за состоянием вентиляционных систем, непрерывного мониторинга состояния фильтров, безопасного контроля расхода в вытяжках, яонтроля за расходом подачи воздуха в промышленных печах, измерения расхода в процессах осушки.

Погружной расходомер SS 20.261 | Schmidt

Датчик расхода SS 20.261 работает по принципу проволочного термоанемометра и может применяться в системах под давлением до 10 бар. Прибор имеет два аналоговых выходных сигнала 4..20 мА по температуре и по приведенной скорости потока, а так же может измерять в диапазоне скоростей от 0,2 до 90 м/c.

Данные датчики измеряют не только значения расхода воздуха, но и направление потока, а также имеют минимальное время отклика. Датчик способен измерять значения расхода даже при очень малых скоростях потока (до 0.05 м/с). Это соответствует разнице давлений приблизительно в 0.01 паскаль. Информация о направлении потока может быть легко выведена как релейный или аналоговый сигнал.

Датчики скорости воздуха SS 20.415 / SS 20.515 | Schmidt

Датчики SS 20.415/515 предназначены для контроля за состоянием ламинарных потоков в чистых помещениях. Назначением направленных потоков воздуха в чистых комнатах является защита изделий от загрязнения и устранение нежелательных частиц.

Высокотемпературный датчик расхода газов SS 20.650 / SS 20.651 | Schmidt

Немецкий производитель раcходомеров Schmidt Technology начал выпуск приборов SS 20.651 для измерения расхода газов. Данные расходомеры являются усовершенствованной версией отлично зарекомендовавших себя приборов SS 20.650. Как и предыдущие версии, расходомеры SS 20.651 предназначены для измерения расхода газа при высоких температурах (до +350°С).

Промышленный погружной расходомер SS 20.600 | Schmidt

Термоанемометрический расходомер SS 20.600 – это отличное решение, способное удовлетворить разнообразные потребности промышленности. Он может использоваться для мониторинга расхода сжатого воздуха со скоростью потока от 0.2 до 220 м/с, и может фиксировать температуру до 120°C. Он может быть использован на трубопроводах различного диаметра начиная от DN25, а длина зонда может достигать 1 метра. Опционально доступна версия во взрывозащищенном исполнении (ATEX).

Датчик скорости потока SS 20.420 | Schmith

Датчик скорости потока для одно- или двунаправленного измерения расхода воздуха с одновременным обнаружением направления потока. Чрезвычайно компактный, так как электроника интегрирована в трубку датчика.

Погружной расходомер SS 20.500 | Schmidt

SS 20.500 предлагает идеальное решение проблем энергоэффективности в различных сферах, таких как процессы осушки, системы вытяжек, перчаточные камеры, вытяжные шкафы и многие другие. Кроме скорости потока, датчик также измеряет рабочую температуру, а так же имеет возможность выводить аналоговый сигнал как в 0...10В, так и в 4...20 мА, автоматически определяя сигнал по схеме подключения. Опционально доступна ATEX-версия прибора.

Датчик потока воздуха SS 30.30X | Schmidt

Датчик потока воздуха Schmidt SS 30.30X идеально подходит для измерения расхода воздуха или газа в типоразмерах от DN15 ... .DN50. Используя технологию теплового потока воздуха, этот встроенный датчик расхода автоматически компенсирует изменения давления.

Датчик скорости и направления ветра WS | VCP

Датчик обеспечивает точное измерение скорости и направления ветра, передает выходные сигналы, совместимые с большинством контроллеров DDC.Применим в местах, где существует зависимость зданий от погодных условий на улице. Пример: служит для автоматического закрытия окон в условиях сильного ветра.

Мониторинг скорости воздуха в диапазоне от 0.2 м/с до 8 м/с, с релейным выходом.

Измеритель воздушного потока

Представляем Вам низко бюджетный анемометр (датчик ветра) от ”Модерн Девайс” (http://moderndevice.com). Этот небольшой датчик, пригодный для разных электронных экспериментов. Такой девайс напомнил мне об автоматическом датчике массового расхода воздуха для автомобиля.

Датчик массового расхода воздуха в автомобиле преобразует количество воздуха, всасываемого в двигатель, в сигнал напряжения для вычисления нагрузки на двигатель. Это необходимо, чтобы определить количество подаваемого в двигатель топлива, управлять углом опережения зажигания, и следовательно, крутящим моментом двигателя. Датчик расхода воздуха расположен непосредственно в потоке всасываемого воздуха, между воздушным фильтром и дроссельной заслонкой, где он измеряет входящий воздух.

Основными компонентами датчика массового расхода воздуха являются термистор, нагреваемая платиновая нить и электронный блок управления. Термистор измеряет температуру поступающего воздуха.Температура платиновой нити поддерживается постоянной по отношению к термистору с помощью электронной схемы управления.

Увеличение потока воздуха приводит к быстрому уменьшению температуры нити и электронный блок компенсирует это снижение температуры увеличением тока через нить. Схема электронного контроля одновременно измеряет ток и преобразует его в пропорциональный сигнал напряжения.

Представленный датчик ветра от ”Модерн Девайс” — термоанемометр, основанный на традиционной технике измерения скорости ветра. Это так называемая техника “горячей нити”, которая заключается в поддержке постоянной температуры нити путем ее прогрева проходящим током, а затем измеряется мощность, необходимая для поддержания этой температуры, при изменении потока воздуха.

Измеренная электрическая величина пропорциональна скорости ветра.Это основной принцип, делающий функционирование датчика таким же, как в традиционной технике. Такой подход дает лучшие результаты при измерении низких и средних скоростей ветра.

Метод также предпочтителен при измерении потока воздуха в помещениях, где будут неэффективны традиционные вращающиеся лопасти, применяемые на метеостанциях.

Датчик от ”Модерн Девайс”, стоимостью17$, может работать в диапазоне от 5 до 10Вольт напряжения питания. Однако предпочтительнее использовать стабилизированное напряжение 5Вольт при работе в схемах с микроконтроллерами. Согласно спецификации датчик имеет высокую чувствительность, т.е. отреагирует на небольшое движение воздуха на расстоянии 18-24 дюйма (1дюйм=2,54 см). Возможные применения включают в себя измерение дыхания человека, определение проникновения в помещение, измерения на метеостанциях и т.д.

Датчик ветра включает в себя небольшой подстроечный резистор (R9), который используется для калибровки сенсора на значение “нулевого ветра”.При калибровке просто надо прикрыть сенсор (например-стаканом), чтобы избежать любого движения воздуха и установить желаемый нулевой уровень. ”Модерн Девайс” грубо калибрует датчик на выходное напряжение 0.5Вольт при нулевом ветре (при напряжении питания 6Вольт), но вы можете установить другое значение.

Более низкое калибровочное значение (например-0.2Вольт) немного увеличит чувствительность на высоких значениях измеряемого диапазона. Заметим, что при изменении величины питающего напряжения, требуется новая калибровка.

ВНИМАНИЕ!!! не использовать напряжение питания выше 10 Вольт! Рекомендуется использовать только хорошие стабилизированные источники питания.

Схема датчика ветра, который применяется в новом девайсе.

Значение контактов

• + V источник питания (от 5 до 10Вольт)-если хотите получить наилучший результат, то желательно чтобы напряжение регулировалась.

• Ground: Земля (0Вольт).

• Out: Выходное напряжение. Это напряжение умножается на 3 на RV и подстраивается потенциометром. Это выходное напряжение подвергается влиянию изменения температуры окружающей среды, особенно, при больших отклонениях температуры от той, при которой происходила калибровка. Чувствительность этого выхода может быть изменена путем подбора резистора R11 (4.3K). Высокая чувствительность позволит уменьшить эффект насыщения датчика с изменением температуры окружающей среды.

• RV: Петля цикла напряжения. Напряжение не будет опускаться ниже примерно 1,8 вольт при комнатной температуре. Это напряжение не зависит от потенциометра калибровки. Выходной сигнал датчика имеет логарифмическую характеристику, что означает, что датчик может захватить очень небольшие движения воздуха в нижнем конце диапазона, но и не насыщается при полной мощности, пока поток воздуха не достигнет примерно 60 миль в час.

• TMP: Температурный выход. Это просто делитель напряжения между резистором и терморезистором. Делитель выдает около 2,8 Вольт при комнатной температуре, это значение опустится при повышении температуры и увеличится при более низких температурах.

Характеристики:

Размеры платы: »68? ? »1.590? ? »25?. Напряжение питания: от 4 до 10 Вольт. Потребляемый ток: от 20 до 40 мА (в зависимости от скорости ветра). Выходной сигнал: аналоговый, 0 VCC. В статье использованы материалы из технической документации опубликованной

Модерн Девайс и Toyota Motor Sales Inc.

Скачать программу для Ардуино можно здесь.

Похожие статьи:

Смотрите также

 

"Питер - АТ"
ИНН 780703320484
ОГРНИП 313784720500453

Новости