Устройство датчика кислорода: Кислородный датчик (лямбда-зонд): устройство и принцип работы

Кислородный датчик: устройство, назначение, диагностика

Сомнительная заправка, плохой бензин, «чек» на панели — стандартный и быстрый путь к замене кислородного датчика. Про лямбда-зонд слышали многие автомобилисты, но мало кто разбирался, за что именно он отвечает и почему так легко выходит из строя. Рассказываем про датчик кислорода — «обоняние» двигателя.

Лямбда и стехиометрия двигателя

Название датчика происходит от греческой буквы λ (лямбда), которая обозначает коэффициент избытка воздуха в топливно-воздушной смеси. Для полного сгорания смеси соотношение воздуха с топливом должно быть 14,7:1 (λ=1). Такой состав топливно-воздушной смеси называют стехиометрическим — идеальным с точки зрения химической реакции: топливо и кислород в воздухе будут полностью израсходованы в процессе горения. При этом двигатель произведёт минимум токсичных выбросов, а соотношение мощности и расхода топлива будет оптимальным.

Если лямбда будет <1 (недостаток воздуха), смесь станет обогащённой; при лямбде >1 (избыток воздуха) смесь называют обеднённой. Чересчур богатая смесь — это повышенный расход топлива и более токсичный выхлоп, а слишком бедная смесь грозит потерей мощности и нестабильной работой двигателя.

Зависимость мощности и расхода топлива от состава смеси

Из графика видно, что при λ=1 мощность двигателя не пиковая, а расход топлива не минимален — это лишь оптимальный баланс между ними. Наибольшую мощность мотор развивает на слегка обогащённой смеси, но расход топлива при этом возрастает. А максимальная топливная эффективность достигается на слегка обеднённой смеси, но ценой падения мощности. Поэтому задача ЭБУ (электронного блока управления) двигателя — корректировать топливно-воздушную смесь исходя из ситуации: обогащать её при холодном пуске или резком ускорении, и обеднять при равномерном движении, добиваясь оптимальной работы мотора во всех режимах. Для этого блок управления ориентируется на показания датчика кислорода.

Зачем нужен кислородный датчик

Датчиков в современном двигателе великое множество. С помощью различных сенсоров ЭБУ замеряет температуру забортного воздуха и его поток, «видит» положение дроссельной заслонки, отслеживает детонацию и положение коленвала — словом, внимательно следит за воздухом «на входе» и показателями работы мотора, регулируя подачу топлива для создания оптимальной смеси в цилиндрах.

Схема лямбда-коррекции двигателя

Лямбда-зонд показывает, что же получилось «на выходе», замеряя количество кислорода в выхлопных газах. Другими словами, кислородный датчик определяет, оптимально ли работает мотор, соответствуют ли расчёты ЭБУ реальной картине и нужно ли вносить в них поправки. Основываясь на данных с лямбда-зонда, ЭБУ вносит соответствующие коррекции в работу двигателя и подготовку топливно-воздушной смеси.

Где находится кислородный датчик

Датчик кислорода установлен в выпускном коллекторе или приёмной трубе глушителя двигателя, замеряя, сколько несгоревшего кислорода находится в выхлопных газах. На многих автомобилях есть ещё один лямбда-зонд, расположенный после каталитического нейтрализатора выхлопа — для контроля его работы.

Если у двигателя две головки блока (V-образники, «оппозитники»), то удваивается количество выпускных коллекторов и катализаторов, а значит и лямбда-зондов — у современной машины может быть и 4 кислородных датчика.

Устройство кислородного датчика

Классический лямбда-зонд порогового типа — узкополосный — работает по принципу гальванического элемента. Внутри него находится твёрдый электролит — керамика из диоксида циркония, поэтому такие датчики часто называют циркониевыми. Поверх керамики напылены токопроводящие пористые электроды из платины. Будучи погружённым в выхлопные газы, датчик реагирует на разницу между уровнем кислорода в них и в атмосферном воздухе, вырабатывая на выходе напряжение, которое считывает ЭБУ.

Циркониевый элемент лямбда-зонда приобретает проводимость и начинает работать только после прогрева до температуры 300 °C. До этого ЭБУ двигателя действует «вслепую» согласно топливной карте, без обратной связи от кислородного датчика, что повышает расход топлива при прогреве двигателя и количество вредных выбросов. Чтобы быстрее задействовать лямбда-зонд, ему добавляют принудительный электрический подогрев. Кислородные датчики с подогревом внешне отличаются увеличенным количеством проводов: у них 3–4 жилы против 1–2 у обычных датчиков.

В названии узкополосного датчика кроется его недостаток — он способен замерять количество кислорода в выхлопе в достаточно узком диапазоне. ЭБУ может корректировать смесь по его показаниям только в некоторых режимах работы мотора (холостой ход, движение с постоянной скоростью), что не отвечает современным требованиям по экономичности и экологичности двигателей. Для более точных замеров в широком диапазоне используют широкополосный лямбда-зонд (A/F-сенсор), который также называют датчиком соотношения «воздух-топливо» (Air/Fuel Sensor). Обычно к нему подходят 5–6 проводов, хотя бывают и исключения.

Внешне «широкополосник» похож на обычный датчик кислорода, но внутри есть отличия. Благодаря специальным накачивающим ячейкам эталонный лямбда-коэффициент газового содержимого датчика всегда равен 1, и генерируемое им напряжение постоянно. А вот ток меняется в зависимости от количества кислорода в выхлопных газах, и ЭБУ двигателя считывает его в реальном времени. Это позволяет электронике быстрее и точнее корректировать смесь, добиваясь её полного сгорания в цилиндрах.

Почему до сих пор производят узкополосные датчики? Во-первых, для старых автомобилей, где A/F-сенсоры не применялись. Во-вторых, из-за особенностей «широкополосника» его нельзя устанавливать после катализатора, где он быстро выходит из строя. А контролировать работу катализатора как-то надо. Поэтому в современных двигателях ставят два лямбда-зонда разного типа: широкополосный (управляющий) — в районе выпускного коллектора, а узкополосный (диагностический) — после катализатора.

Причины и признаки неисправности лямбда-зонда

Основная причина поломок кислородных датчиков — некачественный бензин: свинец и ферроценовые присадки оседают на чувствительном элементе датчика, выводя его из строя. На состояние лямбда-зонда влияет и нестабильная работа двигателя: при пропусках зажигания от старых свечей или пробитых катушек несгоревшая смесь попадает в выхлопную систему, где догорает, выжигая и катализатор, и датчики кислорода. Приговорить датчик также может попадание в цилиндры антифриза или масла.

Самый очевидный признак неисправности лямбда-зонда — индикатор Check Engine на приборной панели. Считав код ошибки с помощью сканера или самодиагностики, можно проверить, какой именно датчик вышел из строя, если их несколько. Иногда всё дело в повреждённой проводке датчика — с проверки цепи и стоит начать поиск поломки.

Но далеко не всегда проблемный лямбда-зонд зажигает «Чек»: иногда он не ломается полностью, а медленно умирает, давая при этом ложные показания, из-за чего ЭБУ двигателя неверно корректирует состав смеси. В этом случае нужно ориентироваться на косвенные признаки — ухудшение работы двигателя.

Проблемы с датчиком кислорода нарушают всю систему обратной связи и лямбда-коррекции, вызывая целый букет неисправностей. Прежде всего, это увеличение расхода топлива и токсичности выхлопа, снижение мощности и нестабильный холостой ход. Если вовремя не заменить лямбда-зонд, следом выйдет из строя каталитический нейтрализатор, осыпавшись из-за перегрева от обогащённой смеси.

Универсальные кислородные датчики

Цена на оригинальные датчики кислорода вряд ли обрадует автомобилистов, но все лямбда-зонды работают по единому принципу, что позволяет без труда подобрать замену. Главное, чтобы соответствовал типа датчика (широкополосный/узкополосный), количество проводов и резьбовая часть. В продаже есть универсальные кислородные датчики без разъёма, которые можно использовать на десятках моделей автомобилей — подобрать и купить лямбда-зонд не составляет проблемы.

Чтобы избежать проблем с кислородными датчиками, следите за состоянием двигателя, заправляйтесь качественным топливом и регулярно выполняйте компьютерную диагностику, которая позволит выявить неисправности на ранней стадии.

Датчик кислорода для автомобиля (что это такое)

Датчик кислорода нужен, чтобы регулировать смесь топлива и воздуха, поступающую в двигатель. Он обеспечивает максимальную мощность и меньший расход топлива. Поговорим для чего нужен датчика кислорода в машине и принцип его работы.

Для чего нужен

В отработавших газах бензинового двигателя можно найти немало разнообразных токсичных компонентов, но верховодит традиционная триада:
  • СО – окись углерода, угарный газ;
  • СН – несгоревшие углеводороды;
  • NOх – окислы азота.

Инженеры противопоставили этой опасной троице очень важное устройство, входящее в систему выпуска, – каталитический нейтрализатор отработавших газов. Иначе говоря, газы, пройдя через это устройство, из агрессивно-токсичных превращаются в сравнительно безопасные, нейтральные.


Чтобы нейтрализатор мог эффективно «облагораживать» поступающие в него газы, содержание каждого компонента в них должно укладываться в довольно узкие рамки, соответствующие сгоранию в цилиндрах стехиометрической рабочей смеси топлива и воздуха. Напомним, что ее состав характеризуется так называемым коэффициентом избытка воздуха a.

Если a больше 1,0 – смесь обедненная, бедная и т.д. И наоборот – смесь с a меньше 1,0 – обогащенная, богатая и т.д. Если воздуха ровно столько, сколько требуется для полного сгорания топлива, смесь называют стехиометрической – это область значений a вблизи 1,0.

Зависимость эффективности нейтрализатора от состава рабочей смеси в цилиндрах двигателя. Чтобы эффективность была не ниже 80%, колебания состава относительно оптимального не должны превышать 1%.

Как обеспечить столь высокую точность и одновременно стабильность? Цель была достигнута с появлением электронной системы автоматического регулирования с датчиком кислорода в отработавших газах – по-другому, лямбда-зондом. Этот датчик – важнейший элемент обратной связи в системе впрыска, позволяющей поддерживать стехиометрический состав на установившихся режимах работы двигателя с точностью до ±1%. На современных авто можно увидеть датчики кислорода двух типов. К первому отнесем датчики на основе диоксида циркония (циркониевые), ко второму – на основе оксида титана (титановые). Принцип работы один, разница только в конструкции. Измерительный элемент датчика кислорода имеет напыление благородного металла – платины с внутренней и внешней сторон. Внутри – «твердый электролит» (керамика). Работает по принципу гальванического элемента с твердым электролитом: по достижении температуры 300–350°С керамика начинает проводить ионы кислорода.

Полезно помнить, что это минимально возможная температура функционирования измерительного элемента, тогда как при работе двигателя температура датчика около 600°С. Ограничена и максимальная рабочая температура – около 900–1000°С в зависимости от типа датчика, перегрев грозит его повреждением.

Принцип работы

При работе двигателя концентрация кислорода внутри выпускной системы и снаружи ее, в окружающем воздухе, совершенно разная. Вот эта разница и заставляет ионы кислорода двигаться в твердом электролите, в результате чего на электродах измерительного элемента появляется разность потенциалов – сигнал датчика кислорода.

Зависимость выходного сигнала зонда от температуры. Зона ниже 300°С – нерабочая: 1 – реакция на богатые смеси; 2 – реакция на бедные смеси.

Как видите, реакции на богатые и бедные смеси различаются очень сильно, но при падении температуры ниже 300°С разница постепенно уменьшается – эта зона уже нерабочая. Чтобы датчик после пуска двигателя быстрей прогревался, его размещают возможно ближе к мотору, но все же с учетом ограничений по максимальной температуре. Особенно «критична» длительная езда с полной мощностью двигателя.

Современные датчики кислорода – с электроподогревом, которым управляет электронный блок управления двигателем, меняя ток нагревателя. Соответственно, он контролирует и исправность цепи нагревателя, что очень важно.

Лямбда-зонд (датчик кислорода). Устройство лямбда-зонда

  • Замена лямбда-зонда
  • Установка лямбда зонда

Строгие экологические нормы (которые, к тому же, постоянно ужесточаются) требуют постоянного контроля токсичности выхлопа автомобиля. За параметрами следит блок управления двигателем, регулируя степень обогащения топливной смеси. Для правильной работы этого компьютера требуются специальные датчики.

Система, в которой установлены кислородные датчики, функционирует следующим образом:

  1. В начале выхлопной трубы находится катализатор, снижающий токсичность отработанных газов.
  2. Перед катализатором размещен датчик кислорода (лямбда зонд), который анализирует неочищенный состав выхлопа. Этот элемент помогает формировать правильную смесь. Если для поддержания требуемой мощности двигателя расход топлива слишком большой, компьютер дает команду на снижение количества бензина.
  3. После каталитического нейтрализатора находится второй датчик О2. Он отвечает в основном за оценку токсичности выхлопа. Его показания также меняют настройки обогащения топливной смеси.

Становится понятно, что датчик лямбда зонда влияет не только на экологию, а также на мощность автомобиля и расход топлива.

Важно! Речь идет о системе с двумя лямбдами. Автомобили, в которых установлен один кислородный датчик, встречаются сейчас относительно редко. Следует знать, что пара лямбд (до и после катализатора) устанавливается на выходе из каждого выпускного коллектора. Если у вас двигатель V6, V8 или V10, с двумя коллекторами – количество датчиков удваивается.

Ресурс лямбды составляет 50-100 тысяч километров, в зависимости от условий эксплуатации, особенности самого датчика и ряда других факторов. Это достаточно дорогой расходник, его замена ощутима для кошелька.

Как работает датчик концентрации кислорода 

Принцип действия рассматриваемого элемента основан на изменении электрического потенциала между электродами, при различном содержании кислорода в анализируемом воздухе. Один электрод – внешний, выполнен с применением платины (это оправдывает высокую стоимость). Второй – внутренний, из циркония. Эти металлы при прохождении атомов кислорода, формируют некоторый потенциал, увеличивающийся при повышении концентрации О2.

Для нормальной работы датчика требуется температура от 300 до 1000 °C. Пока двигатель не прогрелся, система не функционирует должным образом. Мощность силовой установки избыточна, токсичность выхлопа – высокая. Для моментальной готовности лямбды, внутренний электрод нагревается. К нагревателю подводятся дополнительные провода питания.

Универсальный кислородный датчик может иметь различную конструкцию – широкополосный, двухточечный, коаксиальный. Принцип анализа концентрации О2 один и тот же.

Неисправность лямбда зонда приводит к серьезным проблемам в работе двигателя. Поэтому не стоит игнорировать поломку. И тем более, нельзя самостоятельно пытаться отремонтировать датчики. Даже если Вы знаете, где находится лямбда зонд, его легко повредить при демонтаже. В условиях высоких температур резьба намертво прикипает. А использовать стандартный накидной ключ невозможно, по причине длинных проводов, выходящих из датчика.

Обратившись в сервис «Ваш глушитель», Вы получите грамотную диагностику и профессиональный ремонт без повреждения хрупких лямбда зондов. Наши мастера знают все неисправности датчика кислорода, и смогут устранить поломку с минимальными финансовыми затратами. Не обязательно сразу менять деталь, некоторые дефекты подлежат ремонту. Специалисты нашего сервиса по ремонту выхлопных систем помогут Вам сэкономить на ремонте.

Кислородный датчик -принцип работы, диагностика неисправностей и замена

Несмотря на не слишком внушительные размеры и простоту устройства, кислородный датчик и, более известный как датчик лямбда-зонда играет не самую последнюю роль в работе двигателя автомобиля. Именно поэтому, его поломка может привести к довольно серьезным неприятностям, с которыми уже давно «воюют» владельцы инжекторных автомобилей. В этой статье речь пойдет о том, для чего предназначено данное устройство, как обнаружить поломку кислородного датчика и произвести соответствующую замену.

Зачем нужен кислородный датчик и как он работает?

Название «кислородный» для этого датчика является ошибочным, так как он реагирует совсем не на кислород. Датчик устанавливается в выхлопной системе автомобиля, возле катализатора и имеет один электрод, помещенный внутрь выхлопа. При прохождении выхлопных газов внутри системы, датчик «улавливает» не сгоревшие остатки топлива и электризуется, посылая небольшое напряжение на контроллер. Тот, на основе полученных данных, принимает наиболее рациональное решение о том, какое соотношение смеси должно быть выбрано для режима работы мотора, выбранного в данный промежуток времени. Контроллер всегда будет стараться выбрать идеальное соотношение, то есть количество бензина и подаваемого из атмосферы воздуха будет выбираться наиболее оптимальным, исходя из режима работы.

При отказе этого устройства, контроллер больше не получает важный сигнал и мгновенно переводит двигатель в аварийный режим работы. Соотношение бензина и воздуха больше не регулируется, и он подается в количествах, лишь необходимых для бесперебойной работы двигателя. Таким образом, расход увеличивается, а мотор работает в не самых приятных условиях. Данный режим предназначен для того, чтобы добраться до места ремонта.

Видео — Кислородные датички — какими они бывают

Неисправности кислородного датчика

Как и любой другой элемент автомобиля, кислородный датчик тоже имеет свойство выходить из строя. Чаще всего, об этом свидетельствует соответствующий сигнал на приборной панели автомобиля — «Check Engine». Это говорит о том, что двигатель перешел в аварийный режим работы. Чтобы убедиться в том, что проблема точно коснулась лямбда-зонд, необходимо провести электронную диагностику с помощью бортового компьютера. Код ошибки для вашего типа двигателя можно узнать из технической литературы к автомобилю. Если проблема действительно заключается в датчике кислорода, то необходимо произвести его срочную замену.

Почему датчик выходит из строя? Дело в том, что в выхлопных газах могут содержаться специальные примеси, которые отрицательно воздействуют на электроды устройства. Данные примеси попадают в выхлоп вместе с некачественным бензином, которым заправляют большинство российских автомобилей. Датчик быстро окисляется и перестает выдавать необходимые для контроллера показания. В конечном итоге, двигатель начинает переходить в аварийный режим.

Кроме некачественного бензина, датчик может сломаться из-за других неисправностей двигателя. Например, поврежденная прокладка ГБЦ, допускает попадание антифриза в камеру сгорания. Новое химическое вещество в выхлопной среде очень быстро выводит датчик из строя.

Замена кислородного датчика

В замене лямбда зонд, на самом деле, нет ничего конструктивно сложного. Автомобиль устанавливается на смотровую яму или эстакаду и полностью обездвиживается. Делается это для того, чтобы обезопасить его и мастеров от случайного перемещения автомобиля и травматизма.

С аккумулятора скиньте «минусовую» клемму, чтобы исключить возможность возникновения короткого замыкания при работе с электронными приборами. Контактный штекер датчика тоже отсоединяется, таким образом, датчик, с электрической точки зрения, полностью готов к замене.

Открутите датчик из катализатора с помощью соответствующего ключа. Выполнять данную работу нужно только на холодном двигателе, иначе есть риск получить серьезную термическую травму. Если устройство выкручивается с трудом или вообще не поддается, не нужно брать его «силой», так как есть риск очень хорошо испортить катализатор, и тогда неисправности выхлопной системы выйдут гораздо дороже. Если датчик «прикипел», обработайте его с помощью керосина или тормозной жидкости, в лучшем случае — WD-40. После этого, дайте ржавчине раскиснуть и тогда снова попробуйте открутить датчик. Обычно, после такой обработки, снять его становится не такой уж и большой проблемой.

Как только датчик будет выкручен, достаньте его штекер и вытащите из подкапотного пространства. Затем, закрутите новый датчик и подключите его. Старайтесь закручивать датчик как можно герметичнее, иначе есть риск получить «дыру» в выхлопе, а следовательно, неприятный звук работы двигателя.

На этом замена кислородного датчика завершена.

Датчик кислорода:назначение,виды,устройство,фото,принцип работы

Кислородный датчик — устройство, предназначенное для фиксирования количества оставшегося кислорода в отработавших газах двигателя автомобиля. Он расположен в выпускной системе вблизи катализатора. На основе данных, полученных кислородником, электронный блок управления двигателем (ЭБУ) корректирует расчет оптимальной пропорции топливовоздушной смеси. Коэффициент избытка воздуха в ее составе обозначается в автомобилестроении греческой буквой лямбда (λ), благодаря чему датчик получил второе название — лямбда-зонд.

Типы датчиков кислорода

Циркониевый датчик стоит впереди катализатора и сам генерирует напряжение, либо отрицательное, либо положительное. Опорное напряжение такого датчика составляет 0,45 В, которое отклоняется либо до 0,9 В, либо до 0,1 В. Главное отличие такого датчика от титанового является именно тот факт, что циркониевый самостоятельно генерирует напряжение.

При ремонте стоить помнить, что к такому датчику ни в коему случае нельзя припаивать какие попало провода, потому что именно в изоляции проложены каналы для прохождения эталонного воздуха. Если такового не будет, то датчик попросту не будет правильно работать.

Широкополосный датчик – это новейшая конструкция лямбда-зонда на данный момент. Его устройство позволяет не просто определять бедную или богатую смесь на входе в цилиндры, но так же и определять степень отклонения. Именно такие параметры сделали его более точным, в то же время широкополосный кислородный датчик быстрее реагирует на изменения состава выхлопных газов.

Всем известно, что любой кислородный датчик начинает работать только после 350 градусов. Здесь же для более быстрого достижения рабочей температуры устанавливается нагревательных элемент.

Циркониевый

Одна из наиболее распространённых моделей. Создана на основе диоксида циркония (ZrO2).

Циркониевый датчик кислорода действует по принципу гальванического элемента с твёрдым электролитом в виде керамики из диоксида циркония (ZrO2)

Керамический наконечник с диоксидом циркония с обеих сторон покрыт защитными экранами из токопроводящих пористых платиновых электродов. Свойства электролита, пропускающего ионы кислорода, проявляются при нагреве ZrO2 выше 350°C. Лямбда-зонд не будет работать, не прогревшись до нужной температуры. Быстрый нагрев осуществляется за счёт встроенного в корпус нагревательного элемента с керамическим изолятором.

Выхлопные газы поступают к наружной части наконечника через специальные просветы в защитном кожухе. Атмосферный воздух попадает внутрь датчика через отверстие в корпусе или пористую водонепроницаемую уплотнительную крышку (манжету) проводов.

Разница потенциалов образуется за счёт передвижения ионов кислорода по электролиту между наружным и внутренним платиновыми электродами. Напряжение, образующееся на электродах, обратно пропорционально количеству О2 в выхлопной системе.

Напряжение, которое образуется на двух электродах, обратно пропорционально количеству кислорода

Относительно сигнала, поступающего от датчика, блок управления регулирует состав ТВС, стараясь приблизить её к стехиометрической. Напряжение, поступающее от лямбда-зонда, ежесекундно меняется по несколько раз. Это даёт возможность регулировать состав топливной смеси независимо от режима работы ДВС.

По количеству проводов можно выделить несколько типов циркониевых устройств:

  1. В однопроводном датчике существует единственный сигнальный провод. Контакт на массу осуществляется через корпус.
  2. Двухпроводное устройство оснащено сигнальным и заземляющим проводами.
  3. Трёх- и четырёхпроводные датчики снабжены системой нагрева, управляющим и заземляющим проводами к ней.

Циркониевые лямбда-зонды в свою очередь разделяются на одно-, двух-, трёх- и четырёхпроводные датчики

Титановый

Визуально похож на циркониевый. Чувствительный элемент датчика создан из диоксида титана. В зависимости от количества кислорода в выхлопных газах скачкообразно меняется объёмное сопротивление датчика: от 1 кОм при богатой смеси до более 20 кОм при бедной. Соответственно, меняется проводимость элемента, о чём датчик сигнализирует блоку управления. Рабочая температура титанового датчика — 700°C, поэтому наличие нагревательного элемента обязательно. Эталонный воздух отсутствует.

Из-за своей сложной конструкции, дороговизны и привередливости к перепадам температуры большое распространение датчик не получил.

Кроме циркониевых, существуют также кислородные датчики на основе двуокиси титана (TiO2)

Широкополосный

Конструктивно отличается от предыдущих 2 камерами (ячейками):

  • Измерительной;
  • Насосной.

В камере для измерений с использованием электронной схемы модуляции напряжения поддерживается состав газов, соответствующий λ=1. Насосная ячейка при работающем моторе на обеднённой смеси устраняет лишний кислород из диффузионного зазора в атмосферу, при богатой смеси — пополняет диффузионное отверстие недостающими ионами кислорода из внешнего мира. Направление тока для перемещения кислорода в разные стороны меняется, а его величина пропорциональна количеству О2. Именно значение тока и служит детектором λ выхлопных газов.

Температура, необходимая для работы (не менее 600°C), достигается за счёт работы нагревательного элемента в датчике.

Широкополосные датчики кислорода детектируют лямбду от 0,7 до 1,6

Основные положения и функции Кислородного датчика :
Теория.

Жесткие экологические нормы во многих странах мира, стали диктовать количество выбросов вредных веществ, тем самым узаконили применение на автомобилях каталитических нейтрализаторов (в обиходе – катализаторы) – устройств, способствующих снижению содержания вредных веществ в выхлопных газах автомобилей с двигателем внутреннего сгорания. Катализатор — нужный и ответственный узел автомобиля, но эффективно работает лишь при определенных условиях. Без постоянного контроля состава топливно-воздушной смеси катализатор умрёт ( потеряет свои основные свойства и функции) очень быстро – для того чтобы, как можно дольше продлить его жизнь и приходит на помощь датчик кислорода, он же О2-датчик, он же лямбда-зонд (ЛЗ).

Название датчика происходит от греческой буквы L (лямбда), которая в автомобилестроении обозначает коэффициент избытка воздуха в топливно-воздушной смеси. При оптимальном составе этой смеси, когда на 14,7 части воздуха приходится 1 часть топлива (речь идет о объемном соотношении величин), L равна 1 (график 1). «Окно» эффективной работы катализатора очень узкое: L=1±0,01. Обеспечить такую точность возможно только с помощью систем питания с электронным (дискретным) впрыском топлива и при использовании в цепи обратной связи лямбда-зонда. Таким образом, Лямбда зонд создан и поставлен инженерами для информирования компьютера, инжекторного автомобиля об отклонении от нормы соотношения топливно воздушной смеси.

График 1. Зависимость мощности двигателя (P) и расхода топлива (Q) от коэффициента избытка воздуха (L)

Избыток воздуха в смеси измеряется весьма оригинальным способом ( причем этот способ не является обходным путем, а дает уверенно точные показания ) – определения в выхлопных газах содержания остаточного кислорода (О2). Поэтому лямбда-зонд и стоит в выпускном коллекторе перед катализатором.

Электрический сигнал датчика считывается электронным блоком управления системы впрыска топлива (ЭБУ), а тот в свою очередь оптимизирует состав смеси путем изменения количества подаваемого в цилиндры топлива. Таким образом, происходит регулировка не воздуха, а именно топлива, относительно воздуха, тем самым достигается максимальный процент сгорания топлива в цилиндрах, максимально эффективная работа катализатора, и как следствие максимальный крутящий момент двигателя автомобиля.

Причем на большинстве современных моделях автомобилей имеется еще один лямбда-зонд, так же возможна установка дополнительных датчиков работающих в связке (например датчик температуры катализатора, расположен он на выходе катализатора). Этим достигается большая точность приготовления смеси и контролируется эффективность работы катализатора (рис. 1).

Рис. 1. Схема L-коррекции с одним и двумя датчиками кислорода двигателя 1 – впускной коллектор; 2 – двигатель; 3 – блок управления двигателем; 4 – топливная форсунка; 5 – основной лямбда-зонд; 6 – дополнительный лямбда-зонд; 7 – каталитический нейтрализатор.

Конструкция и принцип работы кислородного датчика

Конструкция кислородного датчика

Существует несколько видов лямбда-зондов, применяемых на современных автомобилях. Рассмотрим конструкцию и принцип работы наиболее популярного из них — датчика кислорода на основе диоксида циркония (ZrO2). Датчик состоит из следующих основных элементов:

  • Наружный электрод — осуществляет контакт с выхлопными газами.
  • Внутренний электрод — контактирует с атмосферой.
  • Нагревательный элемент — используется для подогрева кислородного датчика и более быстрого вывода его на рабочую температуру (около 300 °C).
  • Твердый электролит — расположен между двумя электродами (диоксид циркония).
  • Корпус.
  • Защитный кожух наконечника — имеет специальные отверстия (перфорацию) для проникновения отработавших газов.
Устройство наконечника лямбда-зонда

Внешний и внутренний электроды покрыты платиновым напылением. Принцип работы такого лямбда зонда основан на возникновении разности потенциалов между слоями платины (электроды), которые чувствительны к кислороду. Она возникает при нагревании электролита, когда через него происходит движение ионов кислорода от атмосферного воздуха и выхлопных газов. Напряжение, возникающее на электродах датчика, зависит от концентрации кислорода в отработавших газах. Чем она выше, тем ниже напряжение. Диапазон напряжений сигнала кислородного датчика находится в пределах от 100 до 900 мВ. Сигнал имеет синусоидальную форму, у которой выделяются три области: от 100 до 450 мВ — бедная смесь, от 450 до 900 мВ — богатая смесь, значение 450 мВ соответствует стехиометрическому составу топливовоздушной смеси.

Принцип работы кислородного датчика на языке автомобилистов ( основные моменты):

Кислород содержит отрицательно заряженные ионы, которые собираются на платиновых электродах, и когда датчик достигает температуры около 400°C, любая разность потенциалов образует электрическое напряжение. В случае если смесь бедная, содержание кислорода в отработавших газах высокое. При сравнении с содержанием кислорода в атмосфере существует только очень маленькая разность потенциалов, и, как следствие, возникает небольшое напряжение (около 0,2–0,3 В).

В случае если смесь богатая, то содержание кислорода в отработавших газах низкое. Создается большая разность потенциалов, поэтому возникает относительно более высокое напряжение (0,7–0,9 В). Система управления двигателем будет непрерывно подстраивать длительность импульсного сигнала под форсунки с целью выйти на среднее напряжение, составляющее около 0,4–0,6 В при значении лямбда около 1.0. Поскольку в процессе движения режимы работы двигателя постоянно изменяются, значение напряжения колеблется в обе стороны от среднего значения.

Поэтому данный датчик в силу своей неспособности определить небольшие изменения в содержании кислорода известен как узкополосный. Датчик, установленный после каталитического нейтрализатора отработавших газов, действует по тому же способу, что и датчик перед ним, но с одним очень большим отличием. После того, как газы были обработаны каталитическим нейтрализатором, содержание кислорода в них остается на неизменном уровне. Это обеспечивает постоянное напряжение около 0,4–0,6 В. Теперь система управления двигателем может эффективно отслеживать работу каталитического нейтрализатора отработавших газов.

Распространённые причины неисправностей лямбда зонда и способы их устранения

Датчики содержания кислорода в топливовоздушной смеси со временем выходят из строя, что можно определить по нестабильной работе двигателя и увеличенному расходу горючего. Причины неисправности лямбда — это заправка топлива низкого качества, неполадки системы приготовления и подачи горючего, попадание на датчик спецжидкостей. Неполадки проявляется следующими признаками:

  • резкий рост оборотов до максимальных значений и мгновенное отключение мотора;
  • ухудшение качества подаваемой в цилиндры смеси, снижение полноты сгорания;
  • колебания оборотов холостого хода;
  • значительное снижение мощности при увеличении оборотов;
  • сбои в работе электронных блоков из-за задержек в подаче сигналов с датчика;
  • движение автомобиля рывками;
  • появление в двигательном отсеке звуков, которые нехарактерны при нормальной работе мотора;
  • поздний впрыск при нажатии педали.

Для восстановления работоспособности электроники и системы впрыска понадобится замена или правильная очистка лямбда зонда. При очистке нужно снять керамический наконечник и удалить загрязнения при помощи химических средств.

Электронная проверка лямбда зонда

Узнать о состоянии лямбда зонда можно путем его проверки на профессиональном оборудовании. Для этого используется электронный осциллограф. Некоторые специалисты определяют работоспособность кислородного датчика при помощи мультиметра, однако, он способен только констатировать или же опровергнуть факт его поломки.

Проверяется устройство во время полноценной работы двигателя, так как в состоянии покоя датчик не сможет полностью передать картину своей работоспособности. В случае даже незначительного отхождения от нормы, лямбда зонд рекомендуется заменить.

Замена лямбда зонда

В большинстве случаев такая деталь, как лямбда зонд не подлежит ремонту, о чем свидетельствуют утверждения о невозможности произведения ремонта от многих автомобильных производителей. Однако, завышенная стоимость такого узла у официальных дилеров отбивает всякую охоту его приобретения. Оптимальным выходом из сложившейся ситуации может стать универсальный датчик, который стоит гораздо дешевле родного аналога и подходит практически всем автомобильным маркам. Также в качестве альтернативы можно приобрети датчик бывший в использовании, но с продолжительностью гарантийного периода или же полностью выпускной коллектор с установленным в него лямбда зондом.

Однако, бывают случаи, когда лямбда зонд функционирует с определенной погрешностью из-за сильного загрязнения в результате оседания на нем продуктов сгорания. Для того чтобы убедиться, что это действительно так, датчик необходимо проверить у специалистов. После того как проверка лямбда зонда состоялась и подтвержден факт его полной работоспособности, его нужно снять, почистить и установить обратно.

Для того чтобы демонтировать датчик уровня кислорода, необходимо прогреть его поверхность до 50 градусов. После снятия, с него снимается защитный колпачок и только после этого можно приступать к очистке. В качестве высокоэффективного очищающего средства рекомендуется использовать ортофосфорную кислоту, которая с легкостью справляется даже с самыми стойкими горючими отложениями. По окончании процедуры отмачивания, лямбда зонд ополаскивается в чистой воде, тщательно просушивается и устанавливается на место. При этом не стоит забывать о смазке резьбы специальным герметиком, который обеспечить полную герметичность.

Устройство автомобиля очень сложное, поэтому он нуждается в постоянной поддержке работоспособности и проведении своевременных профилактических работ. Поэтому в случае возникновения подозрений о неисправности лямбда зонда, необходимо незамедлительно произвести диагностику его работоспособности и в случае подтверждения факта выхода из строя, заменить лямбда зонд. Таким образом, все важнейшие функции транспортного средства будут сохранены на прежнем уровне, что станет гарантом отсутствия дальнейших проблем с двигателем и прочими важными элементами автомобиля.

Вопрос — ответ

В: Чем отличаются специальные и универсальные датчики?
O: Эти датчики имеют разные способы установки. Специальные датчики уже имеют контактный разъем в комплекте и готовы к установке. Универсальные датчики могут не комплектоваться разъемом, поэтому нужно использовать разъем старого датчика.

B: Что произойдет, если выйдет из строя датчик кислорода?
O: В случае выхода из строя датчика кислорода ЭБУ не получит сигнала о соотношении топлива и воздуха в смеси, поэтому он будет задавать количество подачи топлива произвольно. Это может привести к менее эффективному использованию топлива и, как следствие, увеличению его расхода. Это также может стать причиной снижения эффективности катализатора и повышения уровня токсичности выбросов.

B: Как часто необходимо менять датчик кислорода?
O: DENSO рекомендует заменять датчик согласно указаниям автопроизводителя. Тем не менее следует проверять эффективность работы датчика кислорода при каждом техобслуживании автомобиля. Для двигателей с длительным сроком эксплуатации или при наличии признаков повышенного расхода масла интервалы между заменами датчика следует сократить.

Ассортимент кислородных датчиков

• 412 каталожных номеров покрывают 5394 применения, что соответствует 68 % европейского автопарка.
• Кислородные датчики с подогревом и без (переключаемого типа), датчики соотношения «воздух — топливо» (линейного типа), датчики обедненной смеси и титановые датчики; двух типов: универсальные и специальные.
• Регулирующие датчики (устанавливаемые перед катализатором) и диагностические (устанавливаемые после катализатора).
• Лазерная сварка и многоэтапный контроль гарантируют точное соответствие всех характеристик спецификациям оригинального оборудования, что позволяет обеспечить эффективность работы и надежность при длительной эксплуатации.

В DENSO решили проблему качества топлива!

Вы знаете о том, что некачественное или загрязненное топливо может сократить срок службы и ухудшить эффективность работы кислородного датчика? Топливо может быть загрязнено присадками для моторных масел, присадками для бензина, герметиком на деталях двигателя и нефтяными отложениями после десульфуризации.

При нагреве свыше 700 °C загрязненное топливо выделяет вредные для датчика пары. Они влияют на работу датчика, образуя отложения или разрушая его электроды, что является распространенной причиной выхода датчика из строя. DENSO предлагает решение этой проблемы: керамический элемент датчиков DENSO покрыт уникальным защитным слоем оксида алюминия, который защищает датчик от некачественного топлива, продлевая срок его службы и сохраняя его рабочие характеристики на необходимом уровне.

В: Почему на некоторых автомобилях устанавливаются два кислородных датчика?
O: Многие современные автомобили дополнительно кроме датчика кислорода, расположенного перед катализатором, оснащаются и вторым датчиком, установленным после него. Первый датчик является основным и помогает электронному блоку управления регулировать состав топливовоздушной смеси. Второй датчик, установленный после катализатора, контролирует эффективность работы катализатора, измеряя содержание кислорода в выхлопных газах на выходе. Если весь кислород поглощается химической реакцией, происходящей между кислородом и вредными веществами, то датчик выдает сигнал высокого напряжения. Это означает, что катализатор работает нормально. По мере износа каталитического нейтрализатора некоторое количество вредных газов и кислорода перестает участвовать в реакции и выходит из него без изменений, что отражается на сигнале напряжения. Когда сигналы станут одинаковыми, это будет указывать на выход из строя катализатора.

В: Почему состав топливовоздушной смеси нужно постоянно регулировать?
O: Соотношение «воздух — топливо» крайне важно, поскольку оно влияет на эффективность работы каталитического нейтрализатора, который снижает содержание оксида углерода (CO), несгоревших углеводородов (CH) и оксида азота (NOx) в выхлопных газах. Для его эффективной работы необходимо наличие определенного количества кислорода в выхлопных газах. Датчик кислорода помогает ЭБУ определить точное соотношение «воздух — топливо» в смеси, поступающей в двигатель, передавая в ЭБУ быстроизменяющийся сигнал напряжения, который меняется в соответствии с содержанием кислорода в смеси: слишком высокого (бедная смесь) или слишком низкого (богатая смесь).

ЭБУ реагирует на сигнал и изменяет состав топливовоздушной смеси, поступающей в двигатель. Когда смесь слишком богатая, впрыск топлива уменьшается. Когда смесь слишком бедная — увеличивается. Оптимальное соотношение «воздух — топливо» обеспечивает полное сгорание топлива и использует почти весь кислород из воздуха. Оставшийся кислород вступает в химическую реакцию с токсичными газами, в результате которой из нейтрализатора выходят уже безвредные газы.

Устройство и принцип работы современного гидротрансформатора:описание,фото
Подвеска МакФерсон (McPherson): устройство,описание,назначение,фото
Датчик детонации:описание,виды,устройство,принцип работы
Вариатор:описание,фото,принцип работы,устройство,виды

Лямбда зонд,датчик кислорода.Устройство и принцип работы.

Для того, чтобы добиться наибольшей продуктивности от работы двигателя необходимо обеспечить наилучшее сгорание топливно-воздушной смеси, в свою очередь для этого необходимо точно определить необходимые пропорции впрыскиваемого топлива и поступающего воздуха. Полученная смесь гарантирует наилучшее сгорание, продуктивную работу и наименьшее количество вредных веществ от выхлопа. Для определения доли кислорода в отработанных газах автомобиля, используется кислородный датчик (он же лямбда зонд, в народе).

Такой датчик используется только на инжекторных автомобилях. Лямбда зонд устанавливается в выхлопной системе автомобиля, некоторые модели авто могут содержать в комплектации 2 кислородных датчика, в таком случае один из них устанавливается до катализатора, второй – после катализатора. Применение 2 датчиков, позволяет усилить контроль, за отработанными газами автомобиля, тем самым достигнуть наиболее эффективной работы катализатора.

Как работает лямбда зонд?
Как Вам известно, дозировкой подаваемого топлива занимается электронный блок управления, он подает сигнал на форсунки о количестве необходимого топлива в камере сгорания в тот или иной момент времени. Лямбда зонд, в этом процессе выступает в качестве устройства обратной связи, благодаря которому, происходит правильная дозировка топлива на количество подаваемого воздуха. Правильно рассчитанная смесь очень важна как с экологической точки зрения, так и с экономической. На сегодняшний день, одним из важнейших требований к производству автомобилей является экологическая безопасность, поэтому новые автомобили комплектуются как правило каталитическим нейтрализатором (катализатором) и двумя датчиками лямбда зонда. Такое сочетание устройств позволяет свести к минимуму экологический вред, который наносят автомобили окружающей среде, но при возникновении поломки в одном из функциональных узлов выпускной системы, водитель попадет на приличные деньги, ведь все это не так то и дешево стоит.

Устройство лямбда зонда.
Сам датчик состоит из 2 электродов, внешнего и внутреннего. Внешний электрод сделан из платинового напыления, поэтому особо чувствителен к кислороду, из за химический свойств платины, ну а внутренний сделан из циркония. Лямбда зонд устанавливается таким способом, чтобы через него проходили отработанные газы автомобиля, при прохождении, внешний электрод улавливает кислород в отработанных газах, при этом изменяется потенциал между электродами, чем больше кислорода – тем выше потенциал! Особенностью циркониевого сплава, из которого сделан внутренний электрод – это его рабочая температура, которая достигает отметки в 300-1000 градусов. Именно по этой причине кислородные датчики имеют в своей конструкции подогреватели, которые доводят температуру самого датчики до рабочей в момент холодного запуска двигателя.

Лямбда зонды бывают 2 видов:

  • Двухточечный датчик.
  • Широкополосный датчик.

Эти два вида датчика между собой схожи по внешним признакам, но при этом выполняют работу различными способами.

Двухточечный датчик – это пример того датчика, который мы описывали ранее, состоит он с двух электродов, он фиксирует коэффициент избытка воздуха в топливной смеси, по величине концентрации кислорода в отработанных газах автомобиля.

Широкополосный датчик – является современной конструкцией лямбда зонда, в нем значение получают благодаря использование силы тока закачивания. По своей конструкции широкополосный датчик состоит из двух керамических элементов, двухточечного и закачивающего. Закачивающий элемент – физическим процессом закачивает в себя кислород из отработанных газов автомобиля, с использованием определенной силы тока. Датчик держит постоянное напряжение 450 мВ, если концентрация кислорода уменьшается – напряжение между электродами возрастает и подается сигнал в электронно управляющий блок. Как только сигнал поступил на ЭБУ, создается ток определенной силы на закачивающем элементе, этот ток обеспечивает закачку кислорода в измерительный зазор. В этом всем процессе, величины силы тока, которая подается на закачивающий элемент – это уровень концентрации кислорода в отработанных газах.

Основные причины и признаки неисправностей. Существует несколько признаков, по которым можно определить неисправность кислородного датчика:

  • Увеличение токсичности выхлопных газов. Этот показатель на «глаз» определить невозможно, только с помощью замера специальным прибором, можно сделать вывод что уровень СО выхлопных газов увеличен. Показания прибора о увеличении СО гласит о нерабочем датчике лямбда зонд.
  • Увеличение расхода топлива. Этот признак более заметен, чем предыдущий. Любой автомобилист интересуется, какой количество топлива расходуется автомобилем на определенное расстояние, поэтому повышение расхода будет заметно практически сразу. Единственный нюанс в этом способе определения – не всегда увеличение расхода топлива говорит о неисправности кислородного датчика.
  • Check Engine. Все инжекторные автомобили имеют блок управления, который можно диагностировать на причину поломки в том или ином узле. Как правило, при появлении неисправности на приборной панели загорается соответствующая лампочка «Check Engine». В большинстве случаев, горение этой лампы говорит о неисправности лямбда зонда, более подробно можно узнать при диагностике на сервисе.

Причины неисправностей:

  • Качество топлива. При некачественном топливе, на кислородном датчике откладывается небольшими долями свинец, этот слой со временем снижает чувствительность внешнего электрода к кислороду. Такой датчик можно со временем смело считать нерабочим.
  • Механическая неисправность. К этим неисправностям относятся чисто механические повреждения самого датчика. Например: повреждение корпуса датчика, нарушение целостности обмотки обогрева и прочее. Решаются такие причины путем замены датчика на новый, ремонт практически невозможен и не целесообразен.
  • Неисправность в топливной системе автомобиля. Из за неисправности форсунок, в цилиндры двигателя подается большее количество топлива, чем требуется, следовательно, оно не сгорает, а выходит в выхлопную систему в виде черного налета (сажи). Со временем эта сажа накапливается на всех узлах выхлопной системы автомобиля, в том числе и на лямбда зонде, это становиться причиной неправильной работы датчика. Как лечение, можно использовать тряпки и средства очистки, чтобы вычистить кислородный датчик, но если такие загрязнения будут постоянными – можно смело выбрасывать датчик и устанавливать новый.

Следите за автомобилем и своевременно выполняйте диагностику, это поможет сохранить функциональные узлы в хорошем состоянии на протяжении длительного времени.

Кислородный датчик или лямбда зонд

Одна из острейших проблем, с которой сталкиваются современные автопроизводители, – экологическая безопасность. Массовое использование автомобилей в повседневной жизни грозит ростом загазованности современных городов. Для уменьшения количества токсичных веществ, содержащихся в составе выхлопных газов, используются специальные системы их очистки, так называемые каталитические нейтрализаторы, для обеспечения последним необходимых условий работы применяется кислородный датчик.

На что влияет кислородный датчик?

Работа ДВС сопровождается выделением выхлопных газов (ВГ), содержащих вредные для человека вещества. Их значительная концентрация влияет на самочувствие и здоровье окружающих. Среди этих токсичных веществ необходимо особо отметить угарный газ, не полностью сгоревшие углеводороды и окислы азота. Чтобы уменьшить их содержание в составе ВГ, как уже отмечалось, на современных автомобилях используется каталитический нейтрализатор.

Однако у него есть особенность – он успешно работает в достаточно ограниченном диапазоне соотношения кислорода и бензина, и если смесь обогащенная, или наоборот, слишком бедная, то содержание в составе ВГ токсичных веществ остается высоким. Вот кислородный датчик и участвует в обеспечении необходимого соотношения кислорода и бензина.

Содержание токсичных веществ зависит от степени сгорания топливовоздушной смеси (ТВС) и ее состава. Если в ней мало бензина, она называется обедненной, если много – обогащенной. Однако понятие «много или мало» достаточно неопределенное и не может использоваться для управления составом ТВС. Вот для устранения этой неопределенности и нужен кислородный датчик, у него есть ещё одно название – лямбда зонд.

С его помощью контроллер управления двигателем отслеживает процесс сгорания ТВС, для чего измеряется в ВГ содержание кислорода. При необходимости изменяется состав ТВС таким образом, чтобы обеспечить полное сгорание топлива и уменьшить выделяемое количество токсичных веществ.

Как работает кислородный датчик?

На сегодняшний день существует лямбда зонд трех разновидностей:

  • циркониевый;
  • титановый;
  • широкополосный.

Наиболее распространенными из них являются первые два типа. Свое название они получили от используемого материала, и соответственно, принцип работы кислородного датчика из-за этого у них разный.

Циркониевый датчик кислорода

Как устроен подобный лямбда зонд, изображено на рисунке.

Конструктивно он может быть выполнен по-разному, либо цилиндрический (пальчиковый), либо пластина (планарный датчик). По сути дела, это слоистая структура, внутренняя и наружная поверхности которой выполнены из платины и разделены слоем специальной керамики. Она защищена снаружи корпусом с отверстиями для поступления ВГ к платиновой поверхности кислородного датчика и имеет связь с наружным воздухом.

При своей работе лямбда зонд контролирует содержание кислорода в составе ВГ, для чего его надо располагать в потоке этих газов. Принцип, по которому он работает, чем-то напоминает аккумулятор, только твердотельный. При достаточно высоких температурах (не ниже трехсот градусов) через керамику, разделяющую слои платины, начинают проходить ионы кислорода. Их содержание в окружающем воздухе и в составе ВГ разное, вследствие чего между слоями датчика появляется разность потенциалов.

Именно она и есть тот сигнал, что лямбда зонд выдает контроллеру управления двигателем. На его величину влияет содержание кислорода в ВГ. Получив эти данные, контролер отвечает тем, что изменяет ТВС, уменьшая или увеличивая количество впрыскиваемого бензина. Вот для чего нужен лямбда зонд, с его помощью контроллер определяет, насколько полностью сгорает ТВС, и подбирает ее оптимальный состав, обеспечивая при этом эффективность работы ДВС и его топливную экономичность.

Описанный принцип работы, основанный на движении ионов кислорода, реализуется при температурах от трехсот до девятисот градусов, поэтому и помещают лямбда зонд в выхлопную систему автомобиля.

Титановый датчик кислорода

Принцип работы, который использует такой датчик, совсем другой. В этом случае применяется зависимость проводимости диоксида титана от парциального давления кислорода в смеси газов. Чем больше содержание кислорода в составе ВГ, тем хуже лямбда зонд проводит электрический ток. Его выходное напряжение пропорционально количеству кислорода и изменяется скачкообразно.

Кислородный датчик подобного типа работает при температуре от семисот градусов, и для него не требуется эталонный воздух.

Широкополосный датчик

Он в обычных машинах используется довольно редко, его отличает совершенно другой принцип работы. У него имеются две специальные камеры – измерительная и камера накачки. Если предыдущие типы датчиков генерировали высокое либо низкое напряжение на выходе в зависимости от содержания кислорода в составе ВГ, то широкополосный датчик выдает напряжение, пропорциональное его значению.

Про эксплуатацию датчика

Лямбда зонд – неразборная конструкция и рассчитана на пробег до восьмидесяти тысяч километров. Правда, этот показатель может значительно уменьшиться при нарушении правил эксплуатации.
Среди них стоит отметить:

  • использование этилированного бензина или других видов топлива, не предусмотренных изготовителем;
  • перегрев датчика;
  • многократные неудачные запуски двигателя;
  • попадание на корпус датчика эксплуатационных автомобильных жидкостей или моющих средств;
  • замыкание на «массу», а также плохой контакт выходной цепи.

Могут быть и другие причины, вызывающие отказ датчика, но и уже приведенных достаточно для понимания, что это хрупкое изделие и требует в процессе работы бережного отношения. Полностью проверить датчик с необходимой степенью достоверности можно, воспользовавшись осциллографом.
Однако результаты работы датчика видны невооруженным взглядом по ряду признаков:

  1. увеличение расхода топлива;
  2. увеличение содержания окиси углерода в составе ВГ;
  3. ухудшение динамики машины;
  4. неустойчивая работа мотора.

Причин отказов датчика может быть несколько, но независимо от них ремонт для него не предусмотрен, только замена.

Лямбда зонд в современных автомобилях контролирует количество кислорода в составе ВГ. Он также осуществляет выдачу данных в контроллер управления двигателем с целью изменения состава ТВС для полного сгорания смеси и обеспечения необходимых условий работы нейтрализатора.

Мне нравится1Не нравится
Что еще стоит почитать

Как работает датчик кислорода?

Что такое датчик кислорода? Как они работают? Хотя существует множество типов кислородных датчиков, принцип их работы можно разделить на 3 категории:

  1. Химическая реакция , при которой высвобождаются электроны в присутствии кислорода.
  2. изменение интенсивности света , испускаемого флуоресцирующим материалом при воздействии кислорода.
  3. A изменение длины волны звука, света или магнитного поля при прохождении через него кислорода.

Каждый из этих способов измерения содержания кислорода имеет свои сильные и слабые стороны. Хотя датчики кислорода используются во многих приложениях и отраслях, включая автомобилестроение, здравоохранение и медицину, промышленность, упаковку продуктов питания и напитков, фармацевтику и многое другое, в каждом из них используется датчик кислорода другого типа, который лучше всего подходит для применения.

Обратите внимание, что большинство датчиков кислорода предназначены для измерения содержания кислорода в диапазоне от 0 до 25% по объему или в воздухе для дыхания. Однако также доступны специализированные датчики кислорода, которые могут измерять до 100% кислорода.

Какие существуют типы кислородных датчиков?

  1. Датчик кислорода электрохимический
  2. Циркониевый кислородный датчик
  3. Датчик кислорода оптический
  4. Кислородный датчик Кларка
  5. Инфракрасный кислородный датчик
  6. Электрогальванический датчик
  7. Ультразвуковой датчик кислорода
  8. Лазерный кислородный датчик
  9. Парамагнитный кислородный датчик

Ниже приведены конкретные типы датчиков кислорода, используемые сегодня. Обратите внимание, что каждый из них лучше всего подходит для одного или нескольких конкретных приложений.

1. Электрохимический датчик кислорода

Электрохимические датчики кислорода в основном используются для измерения уровня кислорода в окружающем воздухе. Они измеряют химическую реакцию внутри датчика, которая создает электрический выход, пропорциональный уровню кислорода. Поскольку электрохимические датчики генерируют ток, они могут иметь автономное питание, что делает их полезными для измерения газообразного кислорода в подводных погружениях с батарейным питанием и в ручных устройствах индивидуальной безопасности. Примеры включают алкотестеры, датчики дыхания и датчики уровня глюкозы в крови.

С точки зрения преимуществ датчиков, электрохимические датчики пользуются спросом из-за их низкого энергопотребления, более низких пределов обнаружения и часто менее непосредственного воздействия мешающих газов. Они также, как правило, являются наименее дорогим типом датчика.

Проблема с электрохимическими датчиками кислорода заключается в том, что они зависят от химических процессов, зависящих от температуры. Выходной сигнал большинства электрохимических датчиков в значительной степени зависит от температурной компенсации для обеспечения надежных показаний в широком диапазоне условий окружающей среды.

Еще одна проблема с электрохимическими датчиками кислорода заключается в том, что со временем химическая реакция замедляется и останавливается, обычно от 1 до 3 лет в зависимости от конструкции датчика. Хранение их в бескислородной среде не увеличивает срок службы датчика. Поскольку датчик стареет, он требует частой повторной калибровки и не так точен, как другие датчики.

Однако из-за своей прочной конструкции, низкой стоимости и автономного питания электрохимические датчики кислорода используются во многих устройствах, особенно ручных газоанализаторах .

AlphaSense — один из самых популярных производителей электрохимических датчиков кислорода. Их датчики используются в десятках 4-газовых детекторов и портативных измерителях безопасности , используемых во всем мире.

2. Циркониевый кислородный датчик

Датчики кислорода

из циркония используют тепло и химию для обнаружения кислорода. Диоксид циркония покрывают тонким слоем пористой платины, образуя твердотельный электрохимический топливный элемент. Монооксид углерода, если он присутствует в тестовом газе, окисляется кислородом с образованием CO2, который запускает пропорциональный поток тока.Датчик из диоксида циркония измеряет не O2 напрямую, а скорее разницу между концентрацией кислорода в измеряемом газе и в свежем воздухе.

Хотя датчики кислорода из циркония чаще всего используются для контроля соотношения воздух-топливо в легковых и грузовых автомобилях, они также важны в промышленных приложениях. Например, система датчика измерения кислорода из диоксида циркония SST использует эту технологию для измерения содержания кислорода в дымовых газах , системах управления горением, угле, нефти, газе, биомассе и системах производства кислорода .

Еще одна особенность датчика кислорода этого типа заключается в том, что небольшой элемент на основе циркония не требует калибровки. Они также сохраняют свою точность даже при воздействии влаги или других газов.

Из-за способности циркониевого кислородного датчика работать при высоких температурах и давлениях возможное применение делает его полезным в автомобильной промышленности. Практически в каждом произведенном легковом или грузовом автомобиле используются два циркониевых кислородных датчика, также известных как лямбда-зонды , для регулировки соотношения топлива и воздуха для достижения максимальной эффективности сгорания.

Недостатком циркониевых датчиков является то, что для измерения кислорода требуются высокие температуры. Во время использования нагреватель в сенсоре поднимает пробу газа до температуры выше 300°F. Нагревателю требуется много энергии, поэтому циркониевые кислородные датчики не используются в устройствах с батарейным питанием или портативных устройствах. Кроме того, циркониевые датчики бесполезны там, где требуется очень высокая точность.

Разновидностью датчика кислорода из диоксида циркония является планарный датчик кислорода . Как и традиционный циркониевый кислородный датчик, он влагостойкий, прочный и требует для работы встроенный нагреватель.Однако вместо диоксида циркония используется оксид алюминия, способный быстрее достичь необходимой температуры. В результате планарный кислородный датчик может начать считывать уровень кислорода менее чем за 10 секунд вместо обычных 30-секундного времени прогрева традиционного циркониевого датчика. Это усовершенствование делает его лучшей альтернативой автомобильным лямбда-зондам для снижения выбросов NOX при холодном пуске.

3. Оптический кислородный датчик

Оптические датчики кислорода основаны на принципе тушения флуоресценции кислородом.Они основаны на использовании источника света, детектора света и люминесцентного материала, реагирующего на свет. Во многих областях датчики кислорода на основе люминесценции заменяют электрод Кларка.

Принцип тушения флуоресценции молекулярным кислородом давно известен. Некоторые молекулы или соединения при воздействии света будут флуоресцировать (т. е. излучать световую энергию). Однако, если присутствуют молекулы кислорода, световая энергия передается молекуле кислорода, что приводит к меньшей флуоресценции.При использовании известного источника света количество обнаруженной световой энергии обратно пропорционально количеству молекул кислорода в образце. Следовательно, чем меньше обнаружено флуоресценции, тем больше молекул кислорода должно присутствовать в анализируемом газе.

В некоторых датчиках флуоресценция регистрируется дважды с известным временным интервалом. Вместо измерения общей флуоресценции измеряется падение люминесценции (т. е. тушение флуоресценции) с течением времени. Этот метод времени на основе затухания позволяет упростить конструкцию датчика.

Примером датчика, который измеряет уровень кислорода в окружающей среде с помощью тушения флуоресценции кислородом, является LuninOX LOX-02. Хотя он занимает такое же место, как и традиционные электрохимические датчики, он не поглощает кислород и имеет гораздо более длительный срок службы. Это делает его полезным для таких устройств, как аварийных сигнализаторов истощения кислорода в помещении , которые контролируют воздух в помещении на предмет внезапного падения уровня кислорода из-за хранения сжатых газов.

Общие приложения, в которых используются оптические датчики, включают медицинские учреждения, лазеры, системы визуализации и оптоволокно.Что касается преимуществ датчиков, многие считают, что оптические датчики обладают большей чувствительностью, более широким динамическим диапазоном, распределенной конфигурацией и возможностями мультиплексирования.

Другим примером является переносной анализатор кислорода TecPen в модифицированной газовой среде. TecPen использует тонкое покрытие люминесцентного красителя на датчике и микронасос для протягивания пробы воздуха мимо флуоресцентного красителя. Краситель возбуждается при 507 мкм, а результирующее событие флуоресценции регистрируется при 650 мкм. Продолжительность этого события флуоресценции, известная как время жизни, зависит от количества адсорбированного кислорода в сенсорном слое и, таким образом, может использоваться для определения концентрации кислорода.

Поскольку он использует более быструю технологию оптохимического обнаружения, он может проводить измерения за секунды. Кроме того, оптические датчики кислорода могут быть очень точными благодаря способности измерять содержание кислорода на уровне частей на миллиард. Это делает оптические датчики кислорода полезными в таких процессах, как упаковка в модифицированной атмосфере или мониторинг продувки сварных швов , в которых необходимо измерять отсутствие кислорода до 3-4 частей на миллиард молекул кислорода.

4. Датчик кислорода электрода Кларка

Электрод Кларка представляет собой тип электрохимического датчика кислорода.Он измеряет уровень кислорода в жидкости с помощью катода и анода, погруженных в электролит.

Электрод Кларка был изобретен для измерения уровня кислорода в крови во время кардиохирургических операций. Сегодня он обычно используется в портативных устройствах для измерения уровня глюкозы в крови , для которых требуется капля крови.

Датчик использует тонкий слой глюкозооксидазы (GOx) на кислородном электроде. Измеряя количество кислорода, потребляемого GOx во время ферментативной реакции с глюкозой, можно рассчитать и отобразить уровень глюкозы в крови.

Доступны дополнительные датчики типа Clarke, которые позволяют измерять содержание озона (O3), перекиси водорода (h302), водорода (H) и сероводорода (h3S).

Несмотря на то, что датчики кислорода с точностью до десятых долей процента, их низкая стоимость сделала датчики кислорода с электродами Clarke доступными в качестве потребительских товаров.

5. Инфракрасный кислородный датчик

Инфракрасные пульсоксиметры, обычно называемые напальчниковыми оксиметрами или пальцевыми пульсоксиметрами , представляют собой датчики кислорода, которые измеряют количество кислорода в крови с помощью света.Они чаще всего используются в недорогих устройствах на кончиках пальцев или мочках ушей для измерения насыщения организма кислородом для домашнего медицинского использования.

Для работы инфракрасный и красный свет пульсируют через тонкий слой кожи и измеряются фотодиодом. Поскольку длины волн двух источников света различны, коэффициент поглощения света через кожу пропорционален количеству насыщенного кислородом гемоглобина в артериях.

Преимущества приобретения инфракрасных датчиков кислорода заключаются в том, что они неинвазивны, экономичны, компактны и легко могут быстро определять низкий уровень кислорода в крови.Их недостатком является то, что некоторые из менее дорогих моделей не одобрены в качестве медицинских устройств из-за низкой точности и воспроизводимости.

6. Электрогальванический датчик

Электрогальванический датчик кислорода представляет собой топливный элемент, основанный на окислении свинца, который производит электрический выход, пропорциональный уровню кислорода внутри датчика. Он похож на электрохимический датчик в том, что он потребляет себя в течение нескольких месяцев, когда подвергается воздействию кислорода.

Поскольку электрогальванические датчики являются относительно недорогими и надежными устройствами, которые могут измерять уровень кислорода от 0 до 100%, они используются в качестве медицинских датчиков кислорода во многих больничных вентиляторах , а также в снаряжении для подводного плавания .Недостатком электрогальванических датчиков кислорода, таких как медицинские кислородные элементы, является то, что их срок службы обычно измеряется месяцами. Эти датчики имеют тенденцию быть точными в пределах десятых долей процента кислорода.

7. Ультразвуковой датчик кислорода

Ультразвуковые датчики кислорода

используют скорость звука для измерения количества кислорода в образце газа или жидкости. В жидкости датчики выше и ниже по течению измеряют разницу скоростей между высокочастотными звуковыми волнами. Изменение скорости пропорционально количеству кислорода в образце.В газах скорость звука изменяется по мере изменения молекулярного состава газа. Это делает ультразвуковые датчики кислорода полезными для аппаратов ИВЛ или кислородных генераторов , где выходным сигналом является известная концентрация газообразного кислорода. Типичными приложениями, для которых требуются ультразвуковые методы измерения кислорода, являются больницы, анализ газов или приложения, включающие концентраторы кислорода или портативные генераторы кислорода.

8. Лазерный датчик кислорода

Датчики кислорода

Tunable Diode Laser (TDL) основаны на спектральном анализе.Лазерный луч с длиной волны кислорода направляется через образец газа на фотодетектор. Количество света, поглощаемого молекулами кислорода, пропорционально количеству молекул в образце.

Механизм лазерного датчика кислорода был создан для разработки анализаторов для измерения в реальном времени таких газов, как h30, h3S, CO2, Nh4 и C2h3 в газовых потоках. Многие датчики использовались в различных приложениях, таких как системы сжигания, электростанции, уголь и мусоросжигательные заводы .

Преимуществами лазерных датчиков кислорода являются их быстрое время отклика, точность в пределах десятых долей процента кислорода, отсутствие калибровки и долгий срок службы. Их недостатки заключаются, прежде всего, в их подверженности перекрестной чувствительности от других газов.

9. Парамагнитный датчик кислорода

Парамагнитные датчики кислорода основаны на том факте, что молекулы кислорода притягиваются к сильным магнитным полям. В некоторых конструкциях проба газа вводится в датчик и проходит через магнитное поле.Скорость потока изменяется пропорционально уровню кислорода в газе. В одном из вариантов этой конструкции кислород в магнитном поле создает физическую силу на измеряемых стеклянных сферах. Хотя это и не обычная сенсорная технология, ее можно использовать в приложениях управления промышленными процессами , где нельзя использовать циркониевый кислородный датчик.

Дополнительные преимущества использования парамагнитного датчика кислорода заключаются в том, что датчики нечувствительны к механическим ударам, имеют высокую линейность и невероятно стабильны.Недостатком является восприимчивость к перекрестной чувствительности от других газов.


Источники:

https://aoi-corp.com/articles/oxygen-sensor-types/

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/bies.201500002

https://o2sensors.com.au/static/what-is-oxygen-sensor

https://www.newswire.com/разные-типы-оф-о2-сенсоров/23890

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4744989/

https://www.systechillinois.com/en/support/technologies/парамагнитные ячейки

http://vakratoond.com/instrumentation/paramagnetic-o2-oxygen-analyzer/

https://en.wikipedia.org/wiki/Electro-galvanic_oxygen_sensor

Изображение от pixabay

Измеритель кислорода МО-200 | Апогей Инструменты

MO-200 предназначен для измерения содержания кислорода от 0 до 100 % и подключается к ручному измерителю через кабель, который отображает и сохраняет измерения. Широкий диапазон измерений позволяет использовать его как в почве, так и в лаборатории с аксессуарами для диффузионной или проточной головки.Датчик размещен в полипропиленовом корпусе, а электроника полностью герметизирована. Типичные области применения включают измерение O 2 в лабораторных экспериментах, мониторинг газообразного O 2 в помещениях для контроля климата, мониторинг уровней O 2 в компостных кучах и хвостохранилищах, мониторинг окислительно-восстановительного потенциала в почвах и определение частоты дыхания посредством измерения потребления O 2 в герметичных камерах или измерения градиента O 2 в почве/пористой среде.

Счетчик имеет режим выборки и регистрации и записывает среднее дневное значение. В режиме Sample будет записано до 99 ручных измерений. В режиме журнала прибор будет включаться и выключаться для выполнения измерений каждые 30 секунд. Каждые 30 минут измеритель усредняет шестьдесят 30-секундных измерений и записывает усредненное значение в память. Счетчик может хранить до 99 средних значений, после заполнения он начнет перезаписывать самые старые измерения новыми. Среднее дневное значение будет записано из 48 усредненных измерений (что составляет 24-часовой период).Измерения образцов и журналов можно просматривать на ЖК-дисплее или путем загрузки данных в компьютер, однако среднее дневное значение можно просмотреть только путем загрузки данных в компьютер. Для загрузки данных на компьютер требуется кабель связи AC-100 (стандартный USB-кабель не подойдет) и программное обеспечение ApogeeAMS.

 

ДЛЯ ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ИНФОРМАЦИИ О ПРОДУКТЕ ПЕРЕЙДИТЕ ПО ЭТИМ ССЫЛКАМ

•  Продукт   Руководство

• Спецификация

• Технический чертеж

 

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ О КИСЛОРОДНЫХ ДАТЧИКАХ APOGEE >> нажмите здесь

Текущий запас:

Диапазон измерений от 0 до 100 % О₂ Повторяемость измерений ± 0.1 % при 20,9 % O₂ Нелинейность Менее 1 % Уровень потребления кислорода 0,1 мкмоль O₂ в день при 20,9 % O₂ и 23 C Время отклика 14 с (время, необходимое для считывания 90 % насыщенного отклика) Рабочая среда от 0 до 50 C, относительная влажность менее 90 % без конденсации до 30 C, относительная влажность менее 70 % без конденсации от 30 до 50 C, от 60 до 140 кПа Размеры счетчика 12.Длина 6 см, ширина 7,0 см, высота 2,4 см Размеры датчика Диаметр 3,2 см, длина 6,8 см. масса 210 г Кабель 2 м двухжильного, экранированного, витая пара с оболочкой из сантопренового каучука (высокая водостойкость, высокая устойчивость к ультрафиолетовому излучению, гибкость в холодных условиях), доступен дополнительный кабель Гарантия 4 года на дефекты материалов и изготовления Изготовлено Сделано в США

Системы мониторинга кислорода (O2) газа

ПОЯСНЕНИЕ ТЕХНОЛОГИИ КИСЛОРОДНОГО ДАТЧИКА

Мониторинг содержания кислорода (O 2 ) является важной частью любой программы экологической безопасности.Независимо от того, выполняет ли аналитическое оборудование мониторинг истощения кислорода, сканирование на предмет потенциального загрязнения или соблюдение стандартов и протоколов безопасности атмосферы, точный и надежный мониторинг O 2  обязателен.

Что такое кислородный датчик и как он работает? Принципы работы любого кислородного датчика можно описать одним из трех способов:

  1. ХИМИЧЕСКАЯ РЕАКЦИЯ , которая испускает электроны в присутствии кислорода
  2. ИЗМЕНЕНИЕ ИНТЕНСИВНОСТИ СВЕТА , испускаемое флуоресцентным материалом при воздействии на него кислорода
  3. ИЗМЕНЕНИЕ ДЛИНЫ ВОЛНЫ звука, света или в магнитном поле при прохождении через него кислорода

Несмотря на то, что у каждого из этих принципов есть свои сильные и слабые стороны, команда инженеров и разработчиков Analox в основном использует три основные технологии обнаружения кислорода, в том числе ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКУЮ, ПАРАМАГНИТНУЮ и ЦИРКОНИЙНУЮ.Поскольку каждая технология имеет разные сильные стороны и свойства, разные мониторы с разными технологиями используются в разных приложениях. В настоящее время Analox поставляет кислородные датчики, датчики истощения и обогащения кислорода и сигнализаторы  для отраслей, включая продукты питания и напитки, гостиничный бизнес, медицину, исследовательские лаборатории, сельскохозяйственные установки, аэрокосмические и космические исследования, подводные лодки, военные суда, а также коммерческий и рекреационный дайвинг.

Большинство кислородных датчиков предназначены для измерения содержания кислорода в диапазоне от нуля до 25 процентов по объему или в воздухе для дыхания.

Большая часть датчиков кислорода осуществляется с помощью простой химической реакции. Наиболее распространенным процессом является ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКАЯ реакция . Датчики кислорода, использующие этот процесс, используются в основном для измерения уровней O 2  в окружающем воздухе и для измерения сверхнизких следовых уровней в качестве загрязняющих веществ в чистых газах. Датчик измеряет химическую реакцию, вызванную электрическим выходом, которая пропорциональна изменениям уровня кислорода. Когда это происходит, некоторые электрохимические датчики производят собственный аналоговый ток, что означает, что они могут иметь автономное питание.

Эта ключевая динамика делает электрохимические датчики очень востребованными из-за более низких требований к мощности и более низких пределов обнаружения. Блоки часто меньше подвержены прямому влиянию других газовых загрязнителей. Вы также должны уточнить у производителя, не чувствителен ли датчик к другим газам.

Они также, как правило, являются наименее дорогим типом датчика кислорода.

Одной из проблем электрохимических датчиков кислорода является то, что используемый ими химический процесс зависит от температуры.Выходной сигнал большинства электрохимических датчиков в средах с более высокими температурами зависит от температурной компенсации для обеспечения надежных показаний в широком диапазоне условий окружающей среды.

Еще один фактор, который следует учитывать при использовании электрохимических датчиков кислорода, заключается в том, что со временем химическая реакция прекращается, обычно от одного до трех лет в зависимости от конструкции датчика. Поскольку датчик стареет, он требует частой повторной калибровки и не так точен, как другие датчики.

Электрохимические датчики пользуются спросом, потому что они являются наименее дорогими датчиками из-за меньшего энергопотребления и способности к «самостоятельному питанию».

Оксиологических мониторов, использующих технологию электрохимической датчики из Analox Group включает в себя популярные AX60 + , ACG + , ASPIDA , , Assygen и SDA Dual Oxygen , SV-MULLISENSOR 2 и O 2 портативный .

Еще один электрохимический кислородный датчик, который сегодня используется практически в каждом автомобиле, — это ZIRCONIA. Нобелевский лауреат ученый по имени Вальтер Нернст обнаружил, что если взять оксид циркония, довольно распространенный тип керамики, нагреть его до 600°C и соединить с ним электрическую цепь, то, если кислород присутствует на одной стороне цепь, создается заряд.

Датчики кислорода

, в которых используется диоксид циркония, представляют собой еще одну форму электрохимических датчиков. Диоксид циркония в установке покрыт тонким слоем платины и представляет собой твердотельный электрохимический топливный элемент. Монооксид углерода, если он присутствует в тестовом газе, подвергается окислению O 2 с образованием CO 2  и, таким образом, вызывает протекание тока. Датчик из диоксида циркония измеряет не напрямую O 2 , а разницу между концентрацией O 2  в обычном воздухе и в выхлопных газах.

В отличие от других электрохимических датчиков, датчики на основе диоксида циркония очень хорошо реагируют в условиях высокой температуры. Датчики обычно используются в автомобильных двигателях, медицинских и лабораторных условиях. В линейке продуктов Analox Venus используется процесс на основе диоксида циркония.

Одним из уникальных аспектов кислорода является то, что он обладает уникальным свойством ПАРАМАГНИТИЗМА . Если вы отправите кислород между двумя магнитами, молекула кислорода перевернется и выровняется с магнитным полем, как железные опилки.Очень немногие другие газы делают это. При переворачивании поток газа изменяется, и очень маленькое зеркало перемещает луч света, и это измеряется.

Эта технология является наиболее точной из трех, а технология парамагнитных датчиков лучше всего подходит для отраслей, где точность, точность и производительность имеют жизненно важное значение. Доступны парамагнитные датчики с диапазоном от 0 до 100%. Сюда входят установки для производства газа и воздухоразделения (ВРУ) , объекты, больницы, предприятия по производству продуктов питания и модифицированные установки для упаковки воздуха.Еще одним важным преимуществом парамагнитного подхода является то, что немногие другие газы могут повлиять на результаты измерений — это намного меньше, чем другие методы.

Парамагнитная ячейка датчика состоит из двух заполненных азотом стеклянных сфер, установленных в магнитном поле рядом с центральным зеркалом. Когда свет падает на зеркало, он отражается на пару фотоэлементов. O 2  от природы является парамагнетиком, поэтому он притягивается к магнитному полю, смещая стеклянные сферы и вызывая вращение подвески, которое регистрируется фотоэлементами.Величина этого тока прямо пропорциональна содержанию O 2 в пробе газовой смеси. Полученный уровень измеряемого O 2 является очень точным.

В отличие от технологий электрохимических датчиков, парамагнитный элемент редко нуждается в замене, а его характеристики никогда не ухудшаются со временем, что снижает требования к текущему техническому обслуживанию и обеспечивает длительный срок службы. Эта долговечность и надежность имеют свою цену, поскольку мониторы с парамагнитными ячейками часто являются самым дорогим вариантом сенсора.Однако, когда речь идет о специализированных средах, таких как операционные больниц и испытательные центры, стоимость обычно не является решающим фактором при выборе монитора.

Команда разработчиков Analox обладает техническими знаниями и возможностями для создания опций OTS (стандартных) или MOTS (модифицированных готовых), которые могут включать один, два или все три из этих датчиков в зависимости от приложения и конкретной среды. . Для получения дополнительной информации о технологии обнаружения кислорода обращайтесь непосредственно в группу компаний Analox.

Как использовать данные о кислороде в крови на Apple Watch, Garmin, Fitbit, Samsung

Это был большой год для кислорода. Для многих людей способность дышать стала главной проблемой в мире, охваченном вирусом, который наносит ущерб дыхательной системе. И, конечно же, если вы находитесь на западном побережье, дым от лесных пожаров затрудняет наполнение ваших легких.

В ответ ряд технологических компаний активизировали усилия по внедрению в свои устройства функций, определяющих уровень кислорода в крови.Samsung Galaxy Watch 3 поставляются этим летом с датчиком кислорода в крови. В сентябре Apple объявила, что ее Watch Series 6 также будут иметь возможность контролировать уровень кислорода в крови прямо с вашего запястья. Garmin и Fitbit еще дольше продают продукты с аналогичными функциями пульсоксиметрии.

Что такое насыщение крови кислородом?

Кислород поглощается белком в крови, называемым гемоглобином. Когда вы дышите, ваши легкие насыщают клетки крови кислородом, а затем благодаря работе сердца богатая кислородом кровь циркулирует по всему телу.Свежая, богатая кислородом кровь поддерживает все, от мозга до кончиков пальцев ног, в здоровом состоянии. Пульсоксиметр измеряет количество кислорода, переносимого клетками крови через вашу систему, и сообщает его в процентах. Этот процент и есть ваш уровень насыщения кислородом (также называемый SpO2). Нормальный уровень кислорода составляет от 95 до 100 процентов. Рейтинг ниже 95 может указывать на проблемы с кровообращением в вашем организме, но ваш нормальный исходный уровень может отличаться. SpO2 человека также может быть ниже из-за ранее существовавших условий, типа устройства, выполняющего измерение, или даже количества света в комнате.(Подробнее об этом чуть позже.)

Я чувствую себя хорошо. Зачем мне нужно контролировать уровень кислорода в крови?

Группа светодиодов на задней панели Apple Watch освещает кровеносные сосуды на запястье, измеряя уровень насыщения крови кислородом.

Фотография: Apple

. Если вы задаете этот вопрос, есть большая вероятность, что вам не нужно об этом беспокоиться. Датчики SpO2 часто используются альпинистами, фридайверами, марафонцами и энтузиастами, которым нравятся упражнения, которые могут снизить уровень насыщения их организма кислородом.Думайте о них как о суперпользователях кислорода. Остальным из нас действительно не нужно так часто проверять наш Sp02.

«Нужен ли вам монитор SpO2 на ваших часах? Нет, не знаете», — говорит Плинио Морита, исследователь носимых устройств и медицинских технологий в Университете Ватерлоо в Онтарио, Канада. «Единственные люди, которым нужен монитор SpO2 на их часах, — это люди, которые относятся к этой категории суперпользователей или люди, которые больны».

В медицинских ситуациях мониторинг кислорода в крови может иметь решающее значение.SpO2 является важным показателем для наблюдения за пациентами, страдающими респираторными заболеваниями, такими как апноэ во сне, эмфизема, ХОБЛ или Covid-19. Поскольку плохое кровообращение может привести к неспособности дышать регулярно, регулярное наблюдение за пациентом с помощью пульсоксиметра может помочь врачам выявить потенциально опасные уровни SpO2 на ранней стадии.

А как насчет Covid-19?

Даже в первые дни пандемии спрос на пульсоксиметры резко возрос, поскольку люди стремились контролировать себя или своих близких на наличие Covid-19 любыми возможными способами.Как мы видели в последние дни, уровень кислорода в крови является одним из наиболее важных показателей того, насколько хорошо человек, у которого есть Covid-19, справляется с вирусом. Уровень кислорода может упасть незаметно для пациента, что позволяет незамеченной пневмонии развиваться. Медицинские учреждения выдали пациентам с Covid носимые устройства, которые позволяют им контролировать собственный уровень кислорода в крови из дома.

Важно отметить, что одного аномального показателя SpO2 недостаточно для диагностики Covid или любой другой болезни. И наоборот, если устройство не снимает показания должным образом, кажущийся нормальным показатель SpO2 может противоречить другим основным проблемам и давать пользователям ложное чувство безопасности.Существует целый ряд признаков и симптомов, которые могут указывать на то, что кто-то заразился вирусом. Вы всегда должны проконсультироваться с врачом, прежде чем полагаться на какую-либо информацию, полученную с устройства, для принятия важных решений о своем здоровье.

Слушай, я только что пропустил все эти объяснения. Как мне на самом деле определить уровень кислорода в крови?

Оксиметры производят измерения по-разному в зависимости от того, где они расположены на теле. Наручные устройства, такие как новые Fitbit и Apple Watch, измеряют свет, который отражается обратно в датчик.Переверните часы циферблатом вниз. Видите набор светодиодов сзади? Это датчик. Оксиметры, которые прикрепляются к пальцу — когда вы в последний раз были у врача, медсестра могла прикрепить один из них к вашему указателю, — снимают показания, измеряя свет, проходящий через кончик пальца. Клетки темнее, если они лишены кислорода, и, измеряя цвет ваших клеток крови, датчик может дать процент насыщения кислородом.

Если у вас есть одно из этих устройств, как можно точнее следуйте инструкциям, которые они вам дают.(Вот как снимать показания на Apple Watch, устройствах Fitbit, часах Garmin и Samsung Galaxy Watch.) Даже в этом случае знайте, что вы не всегда будете получать идеальные показания.

Насколько точны эти вещи?

Умные часы Garmin Venu, показывающие показания насыщения кислородом.

Фотография: Garmin

Даже если вы носите датчик в нужном месте, на его показания может повлиять целый ряд факторов. Это особенно верно для устройств, которые не являются стандартными устройствами чтения кончиками пальцев.

«На отражающих устройствах производительность может быть немного хуже, — говорит Джон Файнер, исследователь физиологии дыхания из Калифорнийского университета в Сан-Франциско. «Все, что светит сквозь кончик пальца, обычно немного лучше, но на все эти устройства может повлиять обилие, холод, кровоток. Есть много вещей, которые могут повлиять на это».

Медицинский датчик кислорода | Оптический датчик кислорода

Медицинский датчик кислорода | Оптический датчик кислорода | Производитель Главная / Оптические датчики кислорода / Медицинский датчик кислорода: LuminOx

Ищете датчики кислорода для своего медицинского оборудования? Ознакомьтесь с нашим ассортиментом ЗДЕСЬ

Нажмите здесь, чтобы просмотреть техническое описание >>

Низкая стоимость, малое энергопотребление и долгий срок службы — вот что отличает оптические датчики кислорода LuminOx от других датчиков кислорода.

Семейство LuminOx, разработанное и изготовленное компанией SST, представляет собой ряд калиброванных на заводе датчиков кислорода, которые измеряют уровень кислорода в окружающей среде с использованием оптической технологии на основе люминесценции. Измерение кислорода с помощью этого датчика позволяет рассчитать концентрацию кислорода.

Запатентованная технология позволяет SST производить датчик, который обеспечивает работу с низким энергопотреблением, но при этом имеет гораздо более длительный срок службы, чем электрохимические и гальванические датчики.

Оптические кислородные датчики LuminOx имеют внутреннюю температурную компенсацию, что означает, что заказчику не нужно учитывать это при проектировании.Он также связывается напрямую с UART клиента, поэтому не требуется никаких схем формирования сигнала.

LuminOx — это полностью твердотельный датчик, не содержащий свинца или жидких электролитов. Поэтому он на 100 % соответствует требованиям RoHS. Он также практически не имеет перекрестной чувствительности, что позволяет использовать его в приложениях, где другие технологии ненадежны из-за особой смеси присутствующих газов.

LuminOx измеряет парциальное давление кислорода (ppO 2 ), которое вместе с внутренней температурой датчика последовательно передается на главный микроконтроллер.LuminOx также доступен с внутренним датчиком барометрического давления. Это позволяет рассчитать и передать концентрацию кислорода (%O 2 ) вместе с ppO 2 , температурой и барометрическим давлением.

Руководство по нумерации деталей

Технические характеристики

Технические характеристики

3 Напряжение питания (ВС) 5V DC (4.5V DC мин. -5,5В DC Макс.) Тип выхода 3.3V TTL Уровень USART (5 В Толерант) Рабочие температуры -30 до + 60 ° C Температура хранения -30 до + 60 ° C Влажность 0-99% RH (неконденсированные) Барометрический диапазон давления 500-1200мбар 90-1200 мбар

Выходные значения

0-25% O₂ 0-25% O₂ Ассортимент давления кислорода 0-300мбар PPO₂ Время отклика Т90 Точность & NBSP & NBSP & NBSP & NBSP ppO₂ & NBSP & NBSP & NBSP температуры Индикация только & NBSP & NBSP & NBSP давления ± 5mbar & NBSP & NBSP & NBSP O₂ Определяется точностью измерения ppO₂ и давления Разрешение &nbsp 904 16 &nbsp&nbsp&nbsp ppO₂ 0.1mbar & NBSP & NBSP & NBSP Температура 0,1 ° С & NBSP & NBSP & NBSP давления 1mbar & NBSP & NBSP & NBSP O₂ 0,01% Lifetime > 5 лет

ГАБАРИТНЫЕ ЧЕРТЕЖИ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ Интерфейс

PIN Обозначение
1 VS (+ 5V)
2 GND (0 В)
3 3.3V UART * датчик передачи
4 3,3 В UART * Датчик Получить

5
    1

    Особенности

    • Оптические технологии на основе люминесценции, а не электрохимические
    • .
    • Расширенный температурный диапазон
    • Техническое обслуживание Бесплатные
    • Заявление батареи
    • Нет необходимости для дополнительной электроники
    • Компактный Размер
    • Преимущества

      • Долготая жизнь
        • Долготая жизнь, неразлучные технологии
        • Низкая мощность
        • Высокая точность
        • Стоимость
        • RoHS Соответствует
        • Не содержит опасные материалы
        • Полная техническая и приложение Поддержка

        загрузки

        Downloads

        Datashets

        Комплект оценки

        Руководство пользователя

        Примечания Приложения

        3D

        {{{ данные.вариация.price_html }}}

        {{{ data.variation.availability_html }}}

        Свяжитесь с нами по телефону

        Наши инженеры имеют более чем 60-летний опыт работы в сенсорной промышленности. Чтобы задать вопрос или получить предложение, свяжитесь с нами по телефону

        Стоит ли доверять новому датчику кислорода в крови Apple?

        Приложения для программного обеспечения САПР выходят далеко за рамки медицины и охватывают всю растущую область медицины. синтетическая биология, которая включает переделку организмов для придания им новых способностей.Например, мы предполагаем, что пользователи разрабатывают решения для биопроизводства; вполне возможно, что общество сможет уменьшить свою зависимость от нефти благодаря микроорганизмам, которые производят ценные химические вещества и материалы. А чтобы помочь в борьбе с изменением климата, пользователи могут создавать микроорганизмы, которые поглощают и удерживают углерод, тем самым уменьшая содержание углекислого газа в атмосфере (основной фактор глобального потепления).

        Наш консорциум, GP-write можно рассматривать как продолжение проекта «Геном человека», в ходе которого ученые впервые научились «читать» всю генетическую последовательность человека.GP-write стремится сделать следующий шаг в генетической грамотности, позволяя рутинно «записывать» целые геномы, каждый из которых имеет десятки тысяч различных вариаций. Поскольку запись и редактирование генома становятся все более доступными, биобезопасность становится главным приоритетом. Мы с самого начала встраиваем средства защиты в нашу систему, чтобы гарантировать, что платформа не будет использоваться для создания опасных или патогенных последовательностей.

        Нужна быстрая переподготовка по генной инженерии? Все начинается с ДНК, двухцепочечной молекулы, в которой закодированы инструкции для всей жизни на нашей планете.ДНК состоит из четырех типов азотистых оснований — аденина (А), тимина (Т), гуанина (G) и цитозина (С), и последовательность этих оснований определяет биологические инструкции в ДНК. Эти основания соединяются, чтобы создать нечто похожее на ступеньки длинной изогнутой лестницы. Геном человека (имеется в виду вся последовательность ДНК в каждой клетке человека) состоит примерно из 3 миллиардов пар оснований. В геноме есть участки ДНК, называемые генами, многие из которых кодируют производство белков; в геноме человека более 20 000 генов.

        Проект «Геном человека», в рамках которого в 2000 году был подготовлен первый черновой вариант генома человека, занял более десяти лет и в общей сложности стоил около 2,7 миллиарда долларов. Сегодня геном человека можно секвенировать за день за 600 долларов, при этом некоторые предсказывают, что геном за 100 долларов не сильно отстает. Простота секвенирования генома изменила как фундаментальные биологические исследования, так и почти все области медицины. Например, врачи смогли точно идентифицировать геномные варианты, которые коррелируют с определенными типами рака, что помогло им установить режимы скрининга для раннего выявления.Однако процесс выявления и понимания вариантов, вызывающих заболевание, и разработки таргетных терапевтических средств все еще находится в зачаточном состоянии и остается определяющей проблемой.

        До сих пор генетическое редактирование сводилось к изменению одного или двух генов в массивном геноме; сложные методы, такие как CRISPR может создавать целевые правки, но в небольшом масштабе. И хотя существует множество программных пакетов, помогающих в редактировании и синтезе генов, возможности этих программных алгоритмов ограничены редактированием одного или нескольких генов.Наша программа САПР будет первой, позволяющей редактировать и проектировать в масштабе генома, позволяя пользователям изменять тысячи генов, и она будет работать с определенной степенью абстракции и автоматизации, что позволит дизайнерам думать об общей картине. Когда пользователи создают новые варианты генома и изучают результаты в клетках, черты и характеристики каждого варианта (называемые его фенотипом) могут быть отмечены и добавлены в библиотеки платформы. Такая общая база данных могла бы значительно ускорить исследования сложных заболеваний.

        Более того, существующее программное обеспечение для геномного дизайна требует, чтобы люди-эксперты предсказывали эффект правок. В будущей версии программное обеспечение GP-write будет включать предсказания фенотипа, чтобы помочь ученым понять, будут ли их изменения иметь желаемый эффект. Все экспериментальные данные, созданные пользователями, могут быть переданы в программу машинного обучения, улучшая ее прогнозы в благотворном цикле. По мере того, как все больше исследователей используют платформу САПР и обмениваются данными (платформа с открытым исходным кодом будет свободно доступна для академических кругов), ее прогностическая сила будет улучшаться и совершенствоваться.

        Наша первая версия программного обеспечения САПР будет иметь удобный графический интерфейс, позволяющий исследователям загружать геном вида, вносить тысячи изменений в геном и выводить файл, который может быть отправлен непосредственно в компанию по синтезу ДНК для производства. Платформа также позволит обмениваться проектами, что является важной функцией совместных усилий, необходимых для крупномасштабных инициатив по написанию генома.

        Существуют явные параллели между программами САПР для проектирования электроники и генома.Чтобы сделать гаджет с четырьмя транзисторами, вам не понадобится помощь компьютера. Но сегодняшние системы могут иметь миллиарды транзисторов и других компонентов, и их проектирование было бы невозможно без программного обеспечения для автоматизации проектирования. Точно так же проектирование всего лишь фрагмента ДНК может быть ручным процессом. Но сложный геномный дизайн — с тысячами и десятками тысяч изменений в геноме — просто невозможен без чего-то вроде программы САПР, которую мы разрабатываем. Пользователи должны иметь возможность вводить высокоуровневые директивы, которые выполняются по всему геному за считанные секунды.

        Наша программа САПР будет первой, которая позволит редактировать в масштабе генома, с определенной степенью абстракции и автоматизации, что позволит дизайнерам думать об общей картине.

        Хорошая программа САПР для электроники включает в себя определенные правила проектирования, чтобы пользователь не тратил много времени на проектирование только для того, чтобы обнаружить, что его невозможно построить. Например, хорошая программа не позволит пользователю размещать транзисторы в шаблонах, которые невозможно изготовить, или вставлять логику, которая не имеет смысла.Мы хотим, чтобы такие же правила «дизайн для производства» применялись и в нашей программе САПР для геномных исследований. В конечном счете, наша система будет предупреждать пользователей, если они создают последовательности, которые не могут быть произведены компаниями-производителями, у которых в настоящее время есть ограничения, такие как проблемы с определенными повторяющимися последовательностями ДНК. Он также будет информировать пользователей, если их биологическая логика ошибочна; например, если последовательность гена, которую они добавили в код для производства белка, не будет работать, потому что они по ошибке включили сигнал «остановить производство» на полпути.

        Но другие аспекты нашего предприятия кажутся уникальными. Во-первых, наши пользователи могут импортировать огромные файлы, содержащие миллиарды пар оснований. Геном Polychaos dubium , пресноводная амеба, насчитывает 670 миллиардов пар оснований — это более чем в 200 раз больше, чем геном человека! Поскольку наша программа САПР будет размещена в облаке и будет работать в любом интернет-браузере, нам необходимо подумать об эффективности взаимодействия с пользователем. Мы не хотим, чтобы пользователь нажимал кнопку «Сохранить», а затем ждал результатов десять минут.Мы можем использовать технику ленивой загрузки, при которой программа загружает только ту часть генома, над которой работает пользователь, или реализовать другие трюки с кэшированием.

        Внесение последовательности ДНК в программу САПР — это только первый шаг, потому что сама по себе последовательность мало что вам говорит. Что необходимо, так это еще один уровень аннотации, чтобы указать структуру и функцию этой последовательности. Например, ген, кодирующий образование белка, состоит из трех областей: промотора, который включает ген, кодирующей области, содержащей инструкции по синтезу РНК (следующий шаг в производстве белка), и терминирующей последовательности, которая указывает конец гена.В кодирующей области есть «экзоны», которые непосредственно транслируются в аминокислоты, из которых состоят белки, и «интроны», промежуточные последовательности нуклеотидов, которые удаляются в процессе экспрессии гена. Существуют существующие стандарты для этой аннотации, которые мы хотим улучшить, чтобы наш стандартизированный язык интерфейса был легко интерпретируем людьми во всем мире.

        Программа CAD от GP-write позволит пользователям применять высокоуровневые директивы для редактирования генома, включая вставку, удаление, изменение и замену определенных частей последовательности. GP-запись

        Как только пользователь импортирует геном, механизм редактирования позволит пользователю вносить изменения в геном. Сейчас мы изучаем различные способы эффективного внесения этих изменений и их отслеживания. Одна из идей — это подход, который мы называем геномной алгеброй, аналогичной алгебре, которую мы все изучали в школе. В математике, если вы хотите перейти от числа 1 к числу 10, существует бесконечное количество способов сделать это. Вы можете добавить 1 миллион, а затем вычесть почти все из него, или вы можете получить это путем многократного добавления крошечных сумм.В алгебре у вас есть набор операций, затраты на каждую из этих операций и инструменты, которые помогают все организовать.

        В геномной алгебре у нас есть четыре операции: мы можем вставлять, удалять, инвертировать или редактировать последовательности нуклеотидов. Программа САПР может выполнять эти операции на основе определенных правил геномики, и пользователю не нужно вдаваться в подробности. Похож на » Правило PEMDAS», которое определяет порядок арифметических операций, механизм редактирования генома должен правильно упорядочить действия пользователя, чтобы получить желаемый результат.Программное обеспечение также может сравнивать последовательности друг с другом, по существу проверяя их математические расчеты, чтобы определить сходства и различия в полученных геномах.

        В более поздней версии программного обеспечения у нас также будут алгоритмы, которые советуют пользователям, как лучше всего создавать геномы, которые они имеют в виду. Некоторые измененные геномы могут быть наиболее эффективно получены путем создания последовательности ДНК с нуля, в то время как другие больше подходят для крупномасштабного редактирования существующего генома. Пользователи смогут вводить свои цели проектирования и получать рекомендации о том, следует ли использовать стратегию синтеза или редактирования или их комбинацию.

        Пользователи могут импортировать любой геном (здесь геном бактерии E. coli) и создавать множество отредактированных версий; программа САПР автоматически аннотирует каждую версию, чтобы показать внесенные изменения. GP-запись

        Наша цель — сделать программу САПР «универсальным магазином» для пользователей с помощью членов нашего отраслевого консультативного совета: Agilent Technologies, мирового лидера в области наук о жизни, диагностики и рынков прикладной химии; компании по синтезу ДНК Ansa Biotechnologies, DNA Script и Twist Bioscience; и компании по автоматизации редактирования генов Inscripta и Lattice Automation.(Решетка была основана соавтором Дугласом Денсмором). Мы также сотрудничаем с биофабриками, такими как Edinburgh Genome Foundry, которые могут брать синтетические фрагменты ДНК, собирать их и проверять их перед отправкой генома в лабораторию для тестирования в клетках.

        Пользователи могут наиболее легко извлечь выгоду из наших связей с компаниями по синтезу ДНК; когда это возможно, мы будем использовать API этих компаний, чтобы пользователи САПР могли размещать заказы и отправлять свои последовательности для синтеза. (В случае DNA Script, когда пользователь размещает заказ, он будет быстро распечатан на ДНК-принтерах компании; некоторые преданные пользователи могут даже купить свои собственные принтеры для более быстрого выполнения заказа.) В будущем мы хотели бы сделать этап заказа еще более удобным для пользователя, предложив компанию, которая лучше всего подходит для производства определенной последовательности, или, возможно, создав торговую площадку, где пользователь может видеть цены от нескольких производителей, как люди делают на сайтах авиабилетов.

        Недавно мы добавили двух новых членов в наш промышленный консультативный совет, каждый из которых предлагает нашим пользователям новые интересные возможности. Catalog Technologies — первая коммерчески жизнеспособная платформа, использующая синтетическую ДНК для массивного цифрового хранения и вычислений, которая в конечном итоге может помочь пользователям хранить огромные объемы геномных данных, сгенерированных программным обеспечением для записи GP.Другой новый член совета директоров — IndieBio из SOSV, лидер в области разработки биотехнологических стартапов. Он будет работать с GP-write для выбора, финансирования и запуска компаний, продвигающих науку о написании генома из нью-йоркского офиса IndieBio. Естественно, все эти стартапы будут иметь доступ к нашему программному обеспечению САПР.

        Мы движимы желанием сделать редактирование и синтез генома более доступными, чем когда-либо прежде. Представьте, если бы старшеклассники, у которых нет доступа к мокрой лаборатории, могли бы найти путь к генетическим исследованиям с помощью компьютера в своей школьной библиотеке; этот сценарий может обеспечить связь с будущими инженерами по разработке генома и может привести к более разнообразной рабочей силе.Наша программа САПР также могла бы привлечь людей с инженерным или вычислительным образованием, но без знаний биологии, к участию в генетических исследованиях.

        Из-за этого нового уровня доступности биобезопасность является главным приоритетом. Мы планируем встроить в нашу систему несколько различных уровней проверки безопасности. Будет аутентификация пользователей, так что мы будем знать, кто использует нашу технологию. У нас будут проверки биобезопасности при импорте и экспорте любой последовательности, основывая наш «запрещенный» список на стандартах, разработанных International Gene Synthesis Consortium (IGSC) и обновляется в соответствии с их развивающейся базой данных патогенов и потенциально опасных последовательностей.В дополнение к жестким контрольным точкам, которые мешают пользователю продвигаться вперед с чем-то опасным, мы также можем разработать более мягкую систему предупреждений.

        Представьте, если бы старшеклассники, не имеющие доступа к лаборатории, могли бы найти путь к генетическим исследованиям с помощью компьютера в своей школьной библиотеке.

        Мы также будем вести постоянную запись измененных геномов для целей отслеживания и отслеживания. Эта запись будет служить уникальным идентификатором для каждого нового генома и обеспечит правильную атрибуцию для дальнейшего поощрения совместного использования и сотрудничества.Цель состоит в том, чтобы создать общедоступный ресурс для исследователей, благотворительных организаций, фармацевтических компаний и спонсоров, чтобы они могли делиться своими разработками и извлеченными уроками, помогая всем им находить плодотворные пути для продвижения исследований и разработок в области генетических заболеваний и гигиены окружающей среды. Мы считаем, что аутентификация пользователей и аннотированное отслеживание их проектов будут служить двум взаимодополняющим целям: они повысят биобезопасность, а также создадут более безопасную среду для совместного обмена за счет создания записи для атрибуции.

        Одним из проектов, который проверит программу CAD, является грандиозная задача, принятая GP-write, проект Ultra-Safe Cell. Эти усилия, возглавляемые соавтором Фарреном Айзексом и профессором Гарварда Джорджем Черчем, направлены на создание клеточной линии человека, устойчивой к вирусной инфекции. Такие устойчивые к вирусам клетки могут стать огромным благом для биопроизводства и фармацевтической промышленности, позволяя производить более надежные и стабильные продукты, потенциально снижая стоимость биопроизводства и передавая экономию пациентам.

        Проект Ultra-Safe Cell основан на методе, называемом перекодированием. Для построения белков клетки используют комбинации трех оснований ДНК, называемых кодонами, для кодирования каждого строительного блока аминокислоты. Например, триплет «GGC» представляет собой аминокислоту глицин, TTA представляет собой лейцин, GTC представляет собой валин и так далее. Поскольку существует 64 возможных кодона, но только 20 аминокислот, многие кодоны являются избыточными. Например, четыре разных кодона могут кодировать глицин: GGT, GGC, GGA и GGG.Если вы замените лишний кодон во всех генах (или «перекодируете» гены), человеческая клетка все равно сможет производить все свои белки. Но вирусы, чьи гены по-прежнему будут включать избыточные кодоны и репликация которых зависит от клетки-хозяина, не смогут транслировать свои гены в белки. Подумайте о ключе, который больше не подходит к замку; вирусы, пытающиеся размножаться, не смогут сделать это в клеточном механизме, что сделает перекодированные клетки устойчивыми к вирусам.

        Эта концепция перекодирования вирусной резистентности уже была продемонстрирована.Айзекс, Черч и их коллеги сообщили в статье 2013 г. Наука утверждает, что, удалив все 321 экземпляр одного кодона из генома бактерии E. coli , они могут придать устойчивость к вирусам, использующим этот кодон. Но сверхбезопасная клеточная линия требует редактирования в гораздо более широком масштабе. По нашим оценкам, это повлечет за собой от тысяч до десятков тысяч правок в геноме человека (например, удаление определенных избыточных кодонов из всех 20 000 генов человека).Такое амбициозное предприятие может быть выполнено только с помощью программы САПР, которая может автоматизировать большую часть рутинной работы и позволить исследователям сосредоточиться на проектировании высокого уровня.

        Знаменитый физик Ричард Фейнман однажды сказал: «То, что я не могу создать, я не понимаю». Мы надеемся, что с помощью нашей программы САПР генетики станут творцами, понимающими жизнь на совершенно новом уровне.

        Статьи с вашего сайта

        Связанные статьи в Интернете

        Полное руководство по ремонту кислородного датчика и датчика кислорода

        Ни один владелец транспортного средства не хочет видеть, как загорается Check Engine.Этот предупреждающий знак предназначен для того, чтобы сообщить вам, что ваш автомобиль нуждается в обслуживании или ремонте. Как правило, когда загорается индикатор проверки двигателя, это означает, что система выбросов вашего автомобиля не работает должным образом. Одна из основных причин, по которой загорается лампа, связана с неисправностью кислородного датчика. Узнайте больше об этом устройстве, чтобы понять, насколько оно важно и когда требуется ремонт.

        Что такое кислородный датчик и для чего он нужен?

        Кислородный датчик является частью системы очистки отработавших газов вашего автомобиля.Он измеряет долю кислорода в вашем двигателе. Внутреннее сгорание в автомобиле работает за счет сжигания бензина. Для правильного сжигания бензина большинству автомобилей требуется 14 граммов кислорода на каждый грамм газа. Кислородный датчик помогает контролировать этот баланс.

        Датчик обычно располагается со стороны пассажира автомобиля и устанавливается непосредственно на выхлопной трубе рядом с каталитическим нейтрализатором. Когда датчик выйдет из строя, ваш автомобиль может потерять до 40 процентов эффективности использования топлива, потому что ваш автомобиль будет потреблять слишком много бензина.

        Когда в автомобиле слишком много воздуха, говорят, что двигатель работает на обедненной смеси. Когда двигателю не хватает воздуха, говорят, что он работает на обогащенной смеси. Двигатель с обедненной смесью вызывает рывки или колебания при ускорении. Богатая моторная смесь приводит к перегреву автомобиля и загрязнению окружающей среды. Оба условия могут привести к возможному повреждению двигателя и недостаточному расходу топлива. Датчик O2 контролирует ваши выбросы.

        Ваш автомобиль может иметь один, два, три или четыре датчика в зависимости от типа двигателя, марки и модели.

        Признаки неисправности датчика кислорода

        Вы можете сказать, что ваш кислородный датчик неисправен по следующим признакам:

        1. Непрохождение испытания на выбросы
        2. Снижение расхода топлива
        3. Загорается индикатор Check Engine
        4. Низкая производительность, неровный холостой ход, остановка и т. д.
        5. Программа проверки кода, определяющая неисправность датчика O2

        У наших механиков есть специальное оборудование для проверки датчика кислорода в вашем автомобиле.Используя коды индикаторов проверки двигателя, мы можем быстро определить, почему горит ваш индикатор, и предложить решения.

        Руководство по замене датчика кислорода

        Частота замены кислородного датчика зависит от возраста вашего автомобиля и типа установленного датчика. В более новых автомобилях, которым меньше 20 лет, вероятно, потребуется замена датчика примерно каждые 100 000 миль. Автомобили старше середины 1990-х годов потребуют замены при пробеге от 50 000 до 70 000 миль.Проверьте рекомендованный производителем сервис для получения наилучших рекомендаций.

        Кислородные датчики

        довольно легко диагностировать и заменить. Как правило, вы не можете отремонтировать неисправный датчик O2. Его необходимо заменить из-за технологии и материалов в его корпусе. Есть несколько самодельных мест, которые расскажут вам, как очистить датчик, чтобы проехать еще несколько миль, но вы только оттягиваете неизбежное. Нет никакой гарантии, что очистка датчика решит проблему. Вы также можете повредить чувствительную технику.

        Как только вы узнаете, что у вас неисправен датчик, это очень похоже на замену свечи зажигания. Некоторые люди предпочитают заменять датчик самостоятельно, но для этого вам понадобится специальный разъем. Важно, чтобы на датчик не попало масло или жир. Механик может справиться с работой и убедиться, что он установлен правильно.

        Не игнорируйте индикатор проверки двигателя

        Индикатор проверки двигателя говорит вам, что у вашего автомобиля лихорадка. Это больной. Это может быть что-то незначительное, например, незакрепленная крышка бензобака.Это также может означать неисправный каталитический нейтрализатор или поврежденные провода. В некоторых автомобилях изменение влажности может привести к тому, что загорится индикатор проверки двигателя. Без правильной диагностики вы не можете быть уверены, что не так. Знание того, почему горит индикатор проверки двигателя, может дать вам душевное спокойствие, особенно после проведения необходимого ремонта.

        Sun Devil Auto имеет 19 точек в районе Феникса, которые обеспечивают диагностику, обслуживание и ремонт автомобилей всех марок и моделей. Найдите ближайший к вам магазин, договоритесь о встрече и позвольте нам помочь вам поддерживать максимальную производительность вашего автомобиля.

        .

0 comments on “Устройство датчика кислорода: Кислородный датчик (лямбда-зонд): устройство и принцип работы

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.