تفریحی گردشی علمی پزشکی هر انجه تو ميخوايي اينجا بياب
در باره ما
به وبلاگ من خوش آمدید تا جند روز ديكر بيش ازهزاران مطلب در اين وب قرار ميكيرد
لينك روزانه
براي تبادل لينک ابتدا لينکمارو بانام: سنسور اكسيژن در وبلاگ ياسايتتان قراردهيد
كد هاي جاوا
سنسور اكسيژن
سنسور اكسيژن
سنسور اكسيژن شامل بدنه سراميكي با سره پلاتينيوم است. سره سنسور توسط غلاف فلزي محافظت شده است. محدوده خارجي اين سراميك پوشش داده شده در معرض اكسيژن موجود
سنسور اكسيژن
سنسور اكسيژن شامل بدنه سراميكي با سره پلاتينيوم است. سره سنسور توسط غلاف فلزي محافظت شده است. محدوده خارجي اين سراميك پوشش داده شده در معرض اكسيژن موجود در اگزوز قرار دارد. قسمت داخلي آن به اكسيژن موجود در اتمسفر مرتبط است. اختلاف بين اين دو نقطه باعث توليد ولتاژ در سنسور ميشود.
قبل از اينكه سنسور عمل كند بايد در حدود 300 درجه سلسيوس گرم شود (در حدود 600 درجه فارنهايت) و بهترين عملكرد را در حدود دماي 1400 درجه فارنهايت دارا است. لذا محل قرارگيري آن را اگزوز در نظر گرفتهاند. سنسور اكسيژن مجهز به المان حرارتي است كه در شرايط مختلف رانندگي عملكرد آن را تضمين ميكند.(برخي از سنسورهاي اكسيژن فاقد اين المان حرارتي اند و سنسور در نزديكترين ناحيه منيفولد دود تعبيه شده است مثل خودروي پرايد انژكتوري كيت زيمنس)
از آنجاييكه سنسور اكسيژن براي انجام عملكرد صحيح بايد پيشگرم شود، برخي واحدهاي جديدتر شامل يك هيتر دوازده ولتي بوده تا سنسور را هرچه سريعتر به دماي عملكرد برسانند
ساختمان ساده و شماتيك يك در شكل صفحه بعد نمايش داده شده است. بدنه اصلي آن از لولههاي الكتروليت زير كونيا تشكيل شده است.زيركونيا داراي خاصيت شناخته شده خوبي در خصوص هدايت يون اكسيژن در دماي بالا است. الكترودهاي pt در دو طرف لوله زير كونيا قرار دارد. الكترود داخلي با هواي اتمسفر و در طرف خارجي با گاز اگزوز مرتبط است. در واقع اين يك پيل الكتروليت بوده و ميتوان آنرا مطابق فرايند زير بيان كرد:
پوشش پلاتيني المان به عنوان كاتاليزور عمل مي كند و سبب مي شود اكسيژن در گاز خروجي باco واكنش نشان دهد. اين موضوع حجم اكسيژن را كم مي كند وcرا افزايش مي دهد.
اين سنسورها ميتوانند با تعداد سيمهايي كه از اين واحد خارج ميشوند، شناسايي شوند اگر سنسوري يك سيم داشته باشد، اين سنسور فاقد هيتر است. اگر داراي سه سيم باشد، يكي از آنها براي سيگنال بوده و دو سيم ديگر براي هيتر استفاده شده است. برخي ديگر داراي چهار سيم بوده كه يكي از آنها براي سيگنالهاي محيط اطراف (جلوگيري از اثرات نويز و افزايش دقت اندازهگيري) و دوتاي ديگر براي هيتر است. در اين حالت سيم سيگنال در مقابل اثرات جانبي محافظت شده و شكل ظاهري آن شبيه آنتن تلويزيون به صورت تو درتو و هم محور، كشويي است.
بيشتر موتورها با توربو، از سنسورهايي با هيتر استفاده ميكنند زيرا توربو به مقدار زيادي از انرژي فوق گرم جهت پمپ كردن هواي اضافي به سيستم، استفاده ميكند. بدون هيتر سنسور داراي عملكرد خوبي نبوده و عددي كه ارايه ميدهد قابل قبول نيست. مخصوصا در هنگام شروع به كار توربو، اين موضوع مشهودتر است.
اساس کار اين نوع حسگرها آن است که در دمای بالاتر از ۳۰۰ درجه سانتيگراد دی اکسيد زيرکونيم يونهای منفی اکسيژن را هدايت میکند. حسگر طوری طراحی شده است که در نزديکی عدد لاندای يک(نسبت هوا به سوخت برابر ۱۴.۷ به ۱)جوابگو خواهد بود. وقتی يکی از الکترودهای حسگر با مقدار مرجع اکسيژن هوا در تماس است. تعداد بيشتری يون اکسيژن در اطراف آن وجود دارد. اين يونها از طريق عمل الکتروليتی از الکترود تراوش میکنند و از الکتروليت (zro2) میگذرند. در نتيجه مانند وضعيتی که در باطری مشاهده میشود بار الکتريکی ايجاد خواهد شد.
كاربردهاي سنسور اكسيژن
در اتومبيل برای ايجاد سيستم فيدبک حلقه بسته بمنظور کنترل نسبت هوا به سوخت از سنسور اکسيژن استفاده میشود. مقدار اکسيژن حس شده در دود با غلظت مخلوط هوا-سوخت رابطه مستقيم دارد. حسگرهای اکسيژن دود را در لوله اگزوز در نزديکی منيفولد دود قرار میدهند تا از گرم شدن آن مطمئن شوند. اين حسگرها در دمای بالاتر از ۳۰۰ درجه سانتيگراد با قابليت اعتماد کافی کار میکنند.
كاربرد سنسور اكسيژن دركاهش ميزان آلايندهها
اكثر خودروهاى امروزى به مبدلهاى كاتاليزورى «سهمنظوره» مجهزند. عبارت سهمنظوره به سه آلاينده متداول اشاره مىكند كه مبدلها بايد مقدار آنها را كاهش دهند. اكثر كاتاليزورها ساختار سراميكى دارند كه لايهاى از يك فلز همانند پلاتين، روديم يا پالاديم سطح آنها را پوشانده است. معمولاً اين مبدلها طورى طراحى و ساخته مىشوند كه حداكثر سطح ممكن را داشته باشند. مبدلها از چند قسمت مختلف همانند كاتاليزورهاى احياكننده، اكسيدكننده و سيستم كنترل تشكيل شده است. كاتاليزور احياكننده ملكولهاى NO يا NO2 را به ملكول N2 وo2 تبديل مىكند كه هر دو اينها از اجزاى تشكيلدهنده هوا هستند و هيچ كدام خطرى براى سلامت انسان يا محيطزيست ندارند. اكسيدكننده دومين بخش يك مبدل كاتاليزورى است. در اين مرحله هيدروكربنهاى نسوخته و منواكسيد كربن در سطح كاتاليزور پلاتين و پالاديم اكسيد مىشود. اين كاتاليزورها اين مواد را سوزانده و به دىاكسيد كربن تبديل مىكنند. (هر چند كه دىاكسيد كربن اثر مستقيمى بر سلامتى انسان ندارد، اما به باور بسيارى از دانشمندان گاز دىاكسيد كربن اثر گلخانهاى شديدى داشته و از عوامل مهم ايجاد اثر گلخانهاى است) سيستمهاى كنترل سومين قسمت يك مبدل كاتاليزورى است كه جريان گازهاى خروجى را كنترل مىكند. با استفاده از اطلاعات به دست آمده، نسبت هوا به سوخت در سيستم تزريق سوخت در سطح بهينه حفظ مىشود. براى اين كار يك حسگر اكسيژن كه بين موتور و مبدل قرار مىگيرد، ميزان اكسيژن موجود در گازهاى خروجى را مىسنجد و اطلاعات را به رايانه موتور انتقال مىدهد. رايانه موتور نيز مىتواند با استفاده از اين اطلاعات نسبت هوا به سوخت را افزايش يا كاهش دهد و به سطح بهينه برساند. بدينترتيب با استفاده از مبدل كاتاليزورى درصد حجمى بسيارى از آلايندههاى خودروها همچون هيدروژن، منواكسيد كربن، هيدروكربنهاى نسوخته، آلدئيدها و اكسيدهاى نيتروژن به شدت كاهش مىيابد. تنها مادهاى كه مبدل كاتاليزورى نمىتواند نقش چندانى در كاهش آن داشته باشد، دىاكسيد كربن است كه از مصرف سوختهاى گوگرددار (همانند گازوئيل) ناشى مىشود. امروزه قوانينى تنظيم شده است تا پالايشگاهها قبل از عرضه سوخت از ميزان گوگرد موجود در سوختها بكاهند.هر چند امروزه بعضى از خودروها كه از تكنولوژى بالا (و در نتيجه قيمت زياد) برخوردارند، داراى مبدل هستند، اما عمده خودروها به ويژه خودروهايى كه در نقش وسايل نقليه عمومى عمل مىكنند، فاقد چنين تجهيزاتى هستند يا اين تجهيزات از كيفيت مناسب و قابل قبولى برخوردار نيست.
سنسور اكسيژن در خودرو
همانطور كه قبلا اشاره شد سنسور اكسيژن ميزان نسبت هوا به سوخت A/F استوكيومتري كه عدد 7/14 است را همواره كنترل كرده و به محض اينكه سوخت اضافي تزريق شود، قدرت موتور بالا رفته و مقادير H2و Co باقي مانده در اگزوز نيز زياد ميشود اين ناحيه را سوخت غليظ گويند. زمانيكه سوخت كاهش مييابد قدرت موتور كاهش يافته كه ميزان اكسيژن موجود در اگزوز زياد ميشود اين ناحيه را ناحيه سوخت رقيق گويند.
بيشتر موتورها حول نقطه استوكيومتري كار ميكنند. براي كاهش بهتر و موثرتر ميزان آلودگي خروجي اگزوز بهتر است از مبدل كاتاليست سه راهه استفاده كنيم. بطوريكه H2 و Co با اكسيژن باقي مانده واكنش ميدهد و با احياي Co2 Nox و H2o وN2 توليد ميشود. سنسور اكسيژن كه براي كنترل و تنظيم موتور در نقطه استوكيومتري به كار ميرود، ميزان ولتاژ خروجي آن در حالت سوخت غليظ 1 و يا سوخت رقيق صفر است. اين عدد در اين نقطه داراي نوسانات ناگهاني بوده كه كنترل آن در نقطه استوكيومتري وظيفه سنسور لامبدا است.
يك برنامه پايه در ECU زمان باز بودن دهانه انژكتور را بر اساس اطلاعات بار موتور (كه به ميزان هواي ورودي و دور موتور است) محاسبه مي كند. زمان محاسبه شده بطور مستقيم براي كنترل انژكتورها مورد استفاده قرار نمي گيردبلكه در مدار كنترل لامبدا اصلاح مي شود. به منظور تنظيم بهينه زمان پاشش سوخت براي برقراري نسبت درست هوا-سوخت سيگنالي از سنسور اكسيژن به مدار كنترل لامبدا فرستاده مي شود
سنسور اكسيژن به ECM كمك ميكند تا مقدار سوخت مصرفي لازم را براساس مقدار اكسيژن عبوري از اگزوز مشخص كند. در سطح دريا ميزان نسبت سوخت به هوا جهت احتراق كامل (نسبت سوخت استوكيومتري) 7/14 است. اين نسبت عددي 7/14 به 1 معادل عدد لامبداي 1 است و به اين دليل Bosch سنسورهايش را سنسورهاي لامبدا ناميده است. در عدد لامبداي 1/3 و بالاتر، ميزان سوخت آنقدر زياد ميشود كه جرقه صورت نخواهد گرفت.
يك سنسور o2چگونه كار مي كند؟
يك سنسور o2 يك ژنراتور شيميايي مي باشد كه پي در پي به مقايسه بين اكسيژن دروني لوله چند سوراخه و هواي درون موتور مي پردازد. اگر اين مقايسه مقدار كمي اكسيژن را در لوله چند سوراخه نشان دهد يك ولتاژ توليد مي شود. خروجي سنسور معمولا بين 0و 1.1 ولت مي باشد. وقتي موتور سوختي بيش از حد نيازش داشته باشد همه اكسيژن موجود در گاز مصرف مي شود. اين امر ولتاژي بيش از 0.45 ولت ارسال ميكند اگر موتور بي حاصل رها شود همه سوخت از بين مي رود و مي سوزد و اكسيژن اضافي در سيلندر باقي مي ماند و در بخار جريان مي يابد
اين سنسور نه تنها در صنعت خودروسازي بلكه در كوره هاي ذوب فولاد و فلزات ديگر و همچنين شيشه نصب مي شود.
در نيروگاه هاي توليد برق با استفاده از حسگر مذكور نه تنها به بازدهي بهتر سوخت بلكه به اصلاح كيفيت هوا نيز نايل شده اند
موتورهاي جديد كه اخيرا ساخته شدهاند، طوري طراحي شدهاند كه در حالت حداقل سوخت كاركرده تا سوخت را بيشتر ذخيره كنند.
اين موتورها عموما در نسبت A/F بين 20 تا 25 كار ميكنند. كنترل موتور در اين حالت توسط سنسور لامبدا، به علت حساس نبودن سنسور ميسر نيست.
به وبلاگ من خوش آمدید تا جند روز ديكر بيش ازهزاران مطلب در اين وب قرار ميكيرد 
