Jak vybrat správný tlakový senzor – návody k nákupu DirectIndustry

Měření tlaku je nezbytné pro monitorování většiny průmyslových procesů.

Tlakový senzor převádí informace o tlaku na elektrický signál. Většina tlakových senzorů měří deformaci membrány pod vlivem tlakového rozdílu působícího na dvě plochy. Výrobci používají pro pojmenování těchto produktů různé výrazy. Pojmy „tlakový snímač“ a „tlakový převodník“ lze považovat za synonyma, termín „tlakový převodník“ označuje tlakový senzor vybavený měřicí elektronikou pro poskytování standardizovaného výstupního signálu.

Tento nákupní průvodce pokrývá pouze senzory a nezahrnuje vysílače.

Jaké jsou různé typy snímačů tlaku?

• Absolutní tlak: U snímače absolutního tlaku je druhá strana membrány vystavena vakuu, její deformace přesně odpovídá naměřenému tlaku.
• Relativní tlak: U snímače relativního tlaku je druhé čelo membrány vystaveno atmosférickému tlaku, jeho deformace přesně odpovídá rozdílu mezi naměřeným tlakem a okolním tlakem.
• Diferenční tlak: Snímač diferenčního tlaku má 2 vstupy, jeden pro každé čelo membrány, jeho deformace odpovídá tlakovému rozdílu mezi dvěma vstupy.

• absolutní tlak
• relativní tlak
• proměnlivý tlak

Jaké jsou výhody volby snímače absolutního tlaku?

Připomeňme si rozdíl mezi snímačem absolutního tlaku a snímačem relativního tlaku. Senzor absolutního tlaku měří tlak vzhledem k tlaku vakua. Snímač relativního tlaku měří tlak vzhledem k okolnímu atmosférickému tlaku a tedy rozdíl mezi procesním tlakem a atmosférickým tlakem. Výběr snímače závisí především na počátečním úkolu: chci znát tlak ve vztahu k atmosférickému tlaku nebo ne? Senzor absolutního tlaku je jediným senzorem, který dokáže měřit atmosférický tlak, takže jej můžeme použít k měření barometrického tlaku. Jedním z účelů použití senzorů je měření nadmořské výšky na základě rozdílu atmosférického tlaku se změnami nadmořské výšky. Atmosférický tlak se může měnit od asi 30 mbar v důsledku změn počasí do asi 200 mbar v důsledku změn nadmořské výšky senzoru (rozdíl mezi hladinou moře a nadmořskou výškou 2000 m). Pro stejnou naměřenou hodnotu tlaku může mít snímač relativního tlaku chybu měření v důsledku kolísání atmosférického tlaku. Tato chyba může být nevýznamná při měření vysokého tlaku a významná při měření nízkého tlaku. Je vhodnější zvolit snímač absolutního tlaku

• absolutní tlak
• referenční bod – vakuum
• měření atmosférického tlaku
• měření nízkého tlaku

Jaké jsou výhody výběru snímače relativního tlaku?

Připomeňme si rozdíl mezi snímačem absolutního tlaku a snímačem relativního tlaku. Senzor absolutního tlaku měří tlak vzhledem k tlaku vakua. Snímač relativního tlaku měří tlak vzhledem k okolnímu atmosférickému tlaku a tedy rozdíl mezi procesním tlakem a atmosférickým tlakem. Výběr snímače závisí především na počátečním úkolu: chci znát tlak ve vztahu k atmosférickému tlaku nebo ne? Snímač relativního tlaku je pro vás vhodný, když chcete eliminovat vliv atmosférického tlaku na měření. Například, když se používá k měření hydrostatického tlaku kapaliny v nádrži, je povrch kapaliny současně vystaven atmosférickému tlaku, snímač relativního tlaku může měřit pouze hydrostatický tlak, čímž se zabrání kolísání atmosférického tlaku.

• relativní tlak
• referenční bod – atmosférický tlak

Jaké jsou výhody výběru snímače diferenčního tlaku?

Snímač diferenčního tlaku má dva tlakové vstupy, používá se, když potřebujete znát tlakový rozdíl mezi dvěma body. Lze jej použít například pro měření průtoku pomocí redukčních zařízení.

• tlak mezi dvěma body
• tlakový rozdíl

Jakou technologii senzoru si mám vybrat?

Jakmile určíte typ tlaku, který potřebujete měřit, musíte se rozhodnout pro technologii senzoru. V piezorezistivním tlakovém senzoru působí tlak silou na snímací prvek, což způsobuje změnu jeho odporu. Piezorezistivní snímače tlaku mají vysokou citlivost, jsou spolehlivé a mají dobrou tepelnou odolnost, ale jejich výstupní signál je slabý. V piezoelektrickém tlakovém senzoru působí tlak silou na prvek z piezoelektrického materiálu, čímž se na prvku vytváří napětí. Tyto snímače mohou mít velmi velký rozsah měření a také velmi dobrou tepelnou odolnost. Na druhou stranu je jejich výstupní signál slabý a nejsou tak přesné jako piezorezistivní snímače. V kapacitním snímači tlaku je membrána jednou z desek kondenzátoru. Vlivem tlaku se membrána deformuje, čímž se mění kapacita kondenzátoru. Tyto snímače poskytují dobrou přesnost a mají zvýšenou citlivost, mohou měřit nízký tlak vyjádřený v mbar. Na druhou stranu tyto senzory nemají rády vibrace, protože mohou způsobit nestabilitu jejich měření.

• piezorezistivní snímač tlaku
• piezoelektrický snímač tlaku
• kapacitní snímač tlaku

Jak vybrat snímač tlaku?

Jakmile určíte, jaký tlak potřebujete měřit, absolutní, relativní nebo diferenciální, a vyberete technologii senzoru, musíte vybrat správný model na základě následujících kritérií:

• V první řadě je důležité vybrat snímač, jehož rozsah měření odpovídá rozsahu tlaku, který potřebujete měřit, s přihlédnutím k normálním podmínkám a náhodným výkyvům tlaku.
• Důležitým parametrem je také provozní teplota. Většina snímačů má pracovní rozsah -25°C až 100°C Kromě toho je nutné vybrat snímače navržené tak, aby odolávaly vyšším teplotám.
• Jako u každého senzoru musíte vybrat tlakový senzor, jehož výstupní signál odpovídá vaší měřicí nebo regulační smyčce.
• Posledním důležitým kritériem výběru bude konfigurace snímače a způsob jeho instalace v místě měření. Většina snímačů je závitová, což umožňuje jejich snadnou montáž na čep namontovaný na potrubí, nádrži apod. Existují také snímače vybavené přírubami, miniaturní snímače pro pájení na desce plošných spojů atd. Instalace dotykových membránových snímačů má své výhody. V této konfiguraci je membrána senzoru v jedné rovině se stěnou potrubí, čímž se zabrání problémům s ucpáváním v důsledku nahromadění materiálu v oblastech bez průtoku. Tato konfigurace je vhodná pro plněné kapaliny, zejména v potravinářském průmyslu.

• absolutní tlak, relativní tlak, diferenční tlak
• technologie
• tlakový rozsah
• procesní teplota
• výstupní signál
• сборка

Jednou z hlavních součástí systému vstřikování paliva je snímač průtoku vzduchu. Snímač je nezbytný pro výpočet zásoby paliva pro dosažení optimálního složení směsi. Snímač je umístěn v přívodním potrubí vzduchu za filtrem a v případě problémů se dá celkem snadno diagnostikovat.

Nejnovější zprávy v našem telegramu!

Přihlaste se k odběru, abyste byli vždy aktuální

Přehled

Snímače pro určování průtoku vzduchu se používají od nástupu vstřikovacích systémů. Zpočátku se používaly prvky s mechanickým principem činnosti, které se nevyznačovaly vysokou přesností měření. Následně se začaly používat elektronické senzory. Snímač zjišťuje objem vzduchu procházející kanálem a přenáší data do řídicí jednotky motoru. Regulátor vypočítá dobu vstřiku, přičemž zachová stechiometrické (optimální) složení směsi.

Moderní snímače hmotnostního průtoku vzduchu mohou mít různé konstrukce, ale stejný princip činnosti. Měření vzduchu se provádí na základě rozdílu napětí na citlivých prvcích umístěných v proudu vzduchu a v izolované komoře. Jako citlivé prvky je použito tenké platinové vlákno připojené k palubní síti. Závit se při průchodu proudu zahřívá, proudění vzduchu část tepla odebírá – v závislosti na teplotě se mění napětí potřebné k udržení stabilní teploty. Druhý závit není ofukován vzduchem a má stálou teplotu a odpor.

Výše popsaný snímač je vláknového typu, existují také filmové snímače MAF. V tomto případě konstrukce obsahuje dva odpory s odporem, který se mění v závislosti na teplotě. Proud vzduchu je směrován podél odporů, což vede ke změně teploty a odporu – výsledný rozdíl se použije pro výpočet přívodu vzduchu do válců motoru.

Senzory typu vlákna se používaly až do poloviny 90. let. minulého století, vyznačující se spolehlivostí. Kvůli zpřísňujícím se standardům toxicity bylo nutné zvýšit přesnost výpočtů přívodu vzduchu, což vedlo k zavedení snímačů hmotnostního průtoku vzduchu filmového typu. Senzor umožňuje vypočítat proudění vzduchu procházející libovolným směrem. Pokud není vláknové čidlo průtoku vzduchu příliš citlivé na nečistoty (usazeniny téměř úplně vyhoří kvůli vysoké teplotě vlákna), pak při usazování prachu nebo olejových výparů začnou filmové senzory pracovat nesprávně.

Snímač se připojuje k palubní síti pomocí konektoru umístěného na boku pouzdra. Filtr je umístěn před snímačem hmotnostního průtoku vzduchu, což zabraňuje znečištění měřicího prvku, což vede ke snížení přesnosti. Při dodání jako náhradní díly je snímač vybaven zátkami, které jej chrání před nečistotami. Snímač hmotnostního průtoku vzduchu se používá nejen u benzínových motorů. Snímač je také instalován na dieselových motorech, což vám umožňuje regulovat provozní režim systému recirkulace výfukových plynů a dobu vstřikování paliva do válců.

Protože se senzor podílí na výpočtu složení směsi, je přímo zodpovědný za účinnost a výkon motoru. Pokud dojde k poruše snímače a ke zkreslení složení směsi, elektronika detekuje chybu a rozsvítí kontrolku Check Engine umístěnou v přístrojové desce. Kontrolka se vždy rozsvítí při otočení klíčku ve spínací skříňce a po nastartování motoru a dotazování systému zhasne. Neustálé rozsvícení nebo blikání kontrolky vždy indikuje přítomnost problémů, které lze určit pomocí chybových kódů během počítačové diagnostiky.

Porucha snímače hmotnostního průtoku neznehybní vůz; motor se přepne do nouzového provozního režimu pomocí průměrných algoritmů. Chování motoru zůstává v některých případech prakticky nezměněno, i když dochází k mírnému zvýšení spotřeby paliva a zvýšení otáček naprázdno. S vadným snímačem hmotnostního průtoku vzduchu nemůžete jet dlouhou dobu, protože katalyzátor může selhat kvůli nesprávnému složení směsi. V některých případech, pokud dojde k poruše snímače hmotnostního průtoku vzduchu, motor nenastartuje nebo velmi špatně táhne v nízkých otáčkách.

DBP

Některé motory jsou vybaveny snímačem absolutního tlaku instalovaným v sacím potrubí. DBP není schopen určit objem vzduchu, ale je zodpovědný za výpočet tlakového rozdílu. Princip činnosti je založen na změně odporu rezistoru v závislosti na posuvu citlivé membrány. DBP je doplněk ke snímači hmotnostního průtoku vzduchu, ale nikdy nemůže nahradit snímač hmotnostního průtoku vzduchu. DBP je doplněno snímačem teploty náběhu.

Snadný způsob kontroly

Chcete-li otestovat, jednoduše vyjměte konektor z pouzdra snímače hmotnostního průtoku vzduchu a pokuste se nastartovat motor. Ve většině případů regulátor vstřikovacího systému pracuje s přihlédnutím k údajům ze snímače polohy škrticí klapky a průměrnému programu. Téměř vždy budou volnoběžné otáčky příliš vysoké a odezva na sešlápnutí plynového pedálu bude ostřejší, než když je připojen vadný snímač hmotnostního průtoku vzduchu. Metoda je vhodná pro motory s jednoduchým systémem vstřikování.

Zamer napryazheniya

Metoda umožňuje poměrně přesně určit stav snímače, ale potřebujete znát standardní hodnoty napětí. U motorů VAZ bude normální a přijatelné napětí v rozsahu od 1,01 do 1,03 V, měřeno pomocí digitálního multimetru. Při zvýšení napětí snímač nefunguje správně a musí být vyměněn. U atmosféricky plněných motorů s jakýmkoliv ovládáním plynu můžete kontrolovat napětí při plném plynu. Musíte nastartovat motor a prudce otevřít plyn až na doraz, fungující snímač hmotnostního průtoku vzduchu ukáže rázové napětí až 4 V. Metoda je nepohodlná pro vozy s elektronickým plynem – účast druhé osoby je kdo musí sešlápnout plynový pedál. Testování multimetrem není vhodné pro moderní snímače hmotnostního průtoku, které generují digitální signál. Takové snímače mohou být kontrolovány pouze chybami během počítačové diagnostiky.

Opravit

Není možné opravit vadný snímač průtoku vzduchu. Někteří majitelé se snaží pečlivě umýt citlivý prvek od nečistot, které zkreslují přesnost odečtů. Čištěním se v drtivé většině případů senzor poškodí. Vadný snímač hmotnostního průtoku vzduchu musí být vyměněn a současně kontrolována integrita vzduchových kanálů za filtrem – sebemenší praskliny vedou ke znečištění snímače a prachu vnikajícímu do válců, což přispívá k urychlenému opotřebení motoru.

Závěr

Snímač hmotnostního průtoku vzduchu je důležitou součástí systému vstřikování paliva a musí být v dobrém stavu. Nejspolehlivější diagnostickou metodou jsou chyby čtení, měření napětí na kontaktech snímače není vždy pohodlné a spolehlivé. Není možné opravit nebo umýt snímač hmotnostního průtoku vzduchu, pokud nefunguje, musí být vyměněn.