Егр датчик что это


Что такое EGR и почему приходится его отключать?

 13.03.2018

Воздух который мы «сжигаем» в ДВС состоит не только из кислорода. Больше всего в атмосфере азота, который на Земле находится по большей части в свободном состоянии. В атмосфере его содержание по объему 78%, по массе 75,5%. Ввиду своей значительной инертности азот при обычных условиях реагирует только с литием. Так как ДВС это частный случай теплового двигателя, то для того чтобы иметь максимальный КПД температуру и давление, при которых сжигают углеводороды (дизтопливо в нашем случае), стараются сделать как можно выше, единственным ограничением является только «тепловая» прочность. Но тут возникает проблема - азот. Как было сказано выше азот – это инертный газ, но при высокой температуре (более 2000 градусов по Цельсию) и давлении он окисляется, причем чем выше концентрация кислорода, тем больше получатся оксидов азота. Внедрение системы EGR (Exhaust Gas Recirculatiоn) должно было сократить содержание в выхлопе оксидов азота NOx.

 

 

 

 

Система рециркуляции отработавших газов (EGR) предназначена для снижения в отработавших газах оксидов азота за счет возврата части отработавших газов во впускной коллектор. Возврат части отработавших газов во впускной коллектор позволяет снизить количество кислорода в топливо-воздушной смеси и, тем самым, уменьшить образование оксидов азота. Однако это вызывает падение эффективной мощности двигателя. Удаление EGR в дизельных двигателях считает допустимым большое количество людей, включая экологов. Удаление системы EGR приводит к увеличенному уровню NOx, однако углеводородные выделения, выбросы макрочастиц (сажа), угарного и углекислого газов существенно уменьшаются. Кроме того, удаление EGR приводит к увеличению экономии топлива. Выхлопной газ, повторно поданный назад в цилиндры, добавляет в двигатель вызывающие износ загрязнители (сажу и смолы) и быстрее окисляет моторное масло, что отрицательно сказывается на ресурсе двигателя.

 

В общем-то, это единственная задача, которую решает система рециркуляции отработавших газов. Есть несколько вариантов исполнения этой системы, но принцип работы EGR всегда одинаковый: определенное количество отработавших газов через клапан поступает обратно в двигатель. Такая рециркуляция позволяет снизить температуру горения, особенно в бензиновых моторах. А как раз высокая температура – условие появления оксидов азота.

 

 

 

 

Ни на что другое EGR не влияет. Это – чисто «экологическая» фишка современного мотора. К сожалению, ресурс у нее достаточно ограничен, и приходит время, когда система перестает работать как положено (точнее, вообще перестает). И тогда исключение всей системы из управления двигателем становится хорошим выходом из ситуации. Для большей убедительности скажем, что исправный EGR и так не работает на высоких оборотах или в аварийном режиме – при таких условиях заводской программой блока управления предусмотрено его полное закрытие.

 

Бояться отключения EGR не надо: единственным неприятным последствием станет повышенное содержание оксидов азота в выхлопе, но если на одну чашу весов поставить какие-то неведомые азоты, а на другую – беспроблемную эксплуатацию автомобиля, то второе, конечно же, перевесит. Ибо экология – экологией, а нервы дороже.

 

Как и почему перестает работать EGR?

 

Есть несколько вариантов типичных поломок EGR. Это заклинивание клапана, разрывы цепи актуатора или датчика положения клапана и неучтенный подсос (или утечка) воздуха. Внутри каждого варианта тоже можно выделить несколько типов поломок, поэтому чуть рассмотрим каждую из таких поломок отдельно.

 

Самый распространенный случай – заклинивание клапана.

 

Все мы прекрасно знаем, что при горении топлива образуется сажа. Со временем ее количество, оседающее в клапане, затрудняет его подвижность. И клапан, естественно, клинит. Тут возможны два варианта: либо он остается в закрытом варианте, либо в открытом. Тут как повезет, и больше повезет, если клапан останется в закрытом положении. В этом случае сажа хотя бы не попадает в ДВС. Кстати, иногда практикуется такой способ отключения EGR – клапан просто программно закрывают. Почему это не лучший способ – чуть позже.

 

Открытое положение плохо прежде всего тем, что все отходы горения прямиком летят в цилиндры. Если посмотреть на то, как работает EGR, то можно увидеть интересную картину: во многих режимах работы двигателя клапан закрыт и не принимает никакого участия в работе мотора – например, на высоких оборотах и при большой нагрузке. Если говорить очень грубо, то закрытое положение – более естественное и вреда никакого не приносит. Если, конечно, ошибка EGR не вносит изменений в работу других систем, которые бывают связаны с рециркуляцией.

 

 

 

 

Так как заклинивание клапана – наиболее частая неисправность EGR, рассмотрим, что чаще всего является причиной, и как можно попытаться отсрочить кончину клапана.

 

В целом, конечно, понятно, что основной враг клапана – плохое масло и нестабильное качество топлива. В большей степени это относится к дизельным двигателям, хотя во многом применимо и к бензину.

 

Важное условия долгой жизни EGR – хорошее и своевременное техобслуживание. Ясно, что забитый сажевый фильтр и масло, которое долго не меняли, никак не способствуют долголетию EGR. кстати, при хороших условиях система вполне может жить 150-180 тысяч километров. Правда, она изначально должна быть нормальной, а не конструктивно ущербной.

 

Вторая распространенная причина – неисправность самого двигателя. Тут вариантов может быть множество. Любая причина, повышающая дымность выхлопа, гарантированно снизит ресурс EGR. Например, грязный воздушный фильтр, утечки наддувного воздуха, текущая форсунка или залегшие поршневые кольца. Это очень важный фактор, особенно для тех, кто в силу своих убеждений будет восстанавливать работоспособность EGR. Ремонт обычно недешевый, поэтому прежде чем заниматься системой рециркуляции, нужно убедиться, что сам ДВС исправен. В противном случае есть вероятность в самом ближайшем будущем опять остаться с заклинившим клапаном.

 

И, наконец, самая парадоксальная причина заклинивания клапана – это его самоубийство. Да, как ни странно, у клапана EGR есть конструктивная склонность к суициду. Тут опять придется чуть-чуть углубиться в физику работы мотора.

 

Итак, представим график, на котором по одной оси будет температура горения смеси, по другой – уровень оксидов азота и интенсивность партикуляции (появления твердых частиц в отработавших газах). Если нарисовать кривую NOх, то она будет расти с ростом температуры. А вот кривая, показывающая количество твердых сажевых частиц, будет наоборот, падать. В определенной точке они пересекутся.

 

 

 

 

Сложность в том, что чем меньше будет оксидов азота в выхлопе, тем лучше экологам, но хуже двигателю – больше выброс партикуляров (сажевых частиц). Задача инженеров – найти максимально сбалансированное решение: надо и сократить NOx в отработавших газах, и не сократить ресурс мотора. И все же в любом случае это решение будет компромиссным, и чем меньше будет оксидов в выхлопе, тем сложнее получится жизнь EGR из-за засорения клапана сажей. Вот так и получается, что эта система в ходе работы губит себя сама, исключительно только выполняя свою работу по снижению в выхлопе NOx. От этого, к сожалению, никуда не деться.

 

Вторая ошибка, менее распространенная, – это разрывы цепи актуатора или датчика положения клапана. В этом случае ошибка будет выглядеть как несоответствие между заданным и фактическим положением клапана. Впрочем, и в первом случае будет то же самое, поэтому диагностику надо проходить качественную.

 

И, наконец, третья ошибка – неучтенный воздух. Тут речь идет о простой негерметичности системы.

 

Так как природа ошибок во всех трех случаях разная, то и методы ремонта и отчасти диагностики тоже отличаются. Разумеется, они также зависят и от конструкции мотора. Например, часто ошибкам EGR сопутствуют ошибки измерения потока воздуха, то есть ошибки датчика расходомера воздуха (MAF-sensor). А в старых системах с вакуумным управлением бывают ошибки по наддуву турбин. Так что к диагностике нужно относиться серьезно.

 

Итак, допустим, что мы нашли неисправность, и теперь хотим от нее избавиться. Как это можно сделать?

 

Решение проблем с EGR

 

Итак, устранить неисправность можно следующими способами:

 

  • замена клапана на новую оригинальную деталь;

  • использование китайских аналогов;

  • удаление EGR из системы с программным отключением;

  • программное закрытие клапана.

 

О первом способе мы уже говорили. Он не самый простой и дешевый, но вполне имеет право на существование. Главное помнить, что если система вышла из строя раньше положенного срока (тысячах на ста пробега или меньше), то, скорее всего, есть какая-то проблема в моторе. Ее нужно обязательно найти и устранить, иначе замена клапана может повториться в ближайшем будущем, и вы просто выкинете деньги на ветер.

 

 

 

 

О втором способе говорить не будем вообще. Тут без комментариев.

 

Наиболее дешевый и надежный – третий способ. Именно им обычно и пользуются при отключении EGR.

 

Итак, тут надо разделить механическую и программную часть работы. Что требуется сделать с механикой?

 

В общем-то, задача сводится к тому, чтобы перекрыть поток через клапан. Первое, что делают – ставят заглушку. Многие считают, что сделать это легко. Отчасти это так и есть. Но не надо пытаться ставить на пути горячих выхлопных газов заглушку из тоненького паронита или тонкой стали. Такие заглушки прогорают очень быстро, иногда они вообще держатся до первого хорошего нажатия на педаль газа. Заглушку надо делать из стали, лучше нержавейки, причем ее толщина должна быть минимум 2,5-3 мм.

 

Если с тем, чтобы заварить клапан или демонтировать его и поставить диффузор обычно нет сложностей, то демонтаж клапана с охладителем может быть сложным. Если у клапана есть свой охладитель, то на подающий и отводящий патрубки EGR просто ставят заглушки. Так, например, поступают в случае работы с моторами BMW М-серии. А вот, например, у моторов Volkswagen или BMW серии N автономного контура нет, тут систему охлаждения приходится «кольцевать».

 

Если с механической частью работы в большинстве сервисов все же справляются, то вот с программной частью ошибки встречаются регулярно. Итак, что нужно сделать с софтом?

 

Во-первых, запретить клапану открываться. Тут вроде бы все ясно, если программист знает, как найти в прошивке соответствующие карты EGR, но вот дальше все может быть гораздо сложнее: надо исключить ошибки по системе EGR, то есть полностью удалить ее из программы.

 

Вот тут некоторые программисты сильно перебарщивают и удаляют все, что попадется под руку. Часто их вмешательство затрагивает всю систему диагностики, после чего устранение последствий становится процессом долгим и сложным. И, как правило, дорогим (время – деньги, это очевидно).

 

Помимо этого следует отключить аварийный режим, в который отправляет нерабочий EGR. И, наконец, на некоторых автомобилях нужно перекалибровать карты по воздуху (поток воздуха через MAF), если софт не делает это автоматически. Иногда об этом тоже забывают, и ЭБУ сходит с ума, пытаясь понять, какой пришел воздух, откуда в нем столько кислорода, и что ему теперь делать с этой непонятной смесью.

 

А теперь последний способ – программно дать команду на закрытие клапана EGR. Этот метод можно использовать не всегда. Например, он оправдан, когда физический доступ к EGR затруднен из-за конструктивных особенностей автомобиля. И он совсем невозможен, если клапан уже заклинил: программа такой клапан с места не сдвинет. Тут выход один – разбирать и делать все по-человечески.

 

Надежность этого метода не всегда абсолютна. В первую очередь из-за того, что не всегда можно гарантировать, что клапан перекрыт полностью. Это может привести к попаданию сажи и прочих отходов горения в цилиндры, так и к неучтенному количеству воздуха, поступающего через неплотный клапан. Поэтому предпочтительнее все же глушить EGR полностью: одновременно механически и программно.

 

Быть или не быть? 

 

Остался последний вопрос: когда мне ехать в сервис на удаление EGR? Допустим, мы смогли вас убедить, что ничего страшного не произойдет, если от этой капризной системы избавиться полностью. Когда лучше это сделать?

 

О ресурсе клапана уже говорили: тысяч до 150 километров при хорошем ТО волноваться не надо. Если посмотреть на статистику, то на дизельные машины по причине выхода из строя EGR приходится около 80% обращений в сервис, и только 20% – на бензиновые. Что логично, ибо сажи в солярке больше.

 

В любом случае обязательно придется следить за состоянием мотора. Своевременная замена масла, фильтров, качественное топливо – это обязательное условие. Но со временем все равно что-то начнет изнашиваться. И если форсунку можно отремонтировать или заменить (хотя на большинстве современных дизельных моторов это тоже достаточно дорого), то менять кольца без явных признаков износа мотора только ради работы EGR, наверное, не совсем разумно. Тем более что ресурс цилиндропоршневой группы все же больше, чем клапана EGR, который будет загибаться регулярно даже при небольшом и далеко не критичном износе ЦПГ. Приходится сделать неутешительный вывод: восстановление работоспособности EGR – вещь зачастую экономически неоправданная и почти бесполезная.

 

Одновременно не стоит забывать, что в горящей лампочке «Check engine» и уходе в «аварию» далеко не всегда виновата система рециркуляции. Причину этих печальных явлений установит только диагностика – так же, как и причины повышенной дымности, плохой динамики и повышенного расхода топлива.

Что такое клапан EGR, как он работает и как его проверить?

 24.06.2020

О клапанах EGR рассказано многое, но далеко не всё. Мы постарались рассказать о трех существующих типах клапанов EGR, об особенностях их устройства и диагностики.

 

Почти все владельцы автомобилей считают, что система EGR нужна для того, чтобы портить им жизнь и снижать ресурс двигателя. На самом деле это не так. Вкратце напомним о ее назначении.

Система EGR – exhaust gas recirculation – рециркуляция отработавших газов (РОГ) – служит для перенаправления отработавших газов обратно во впуск. Отработавшие газы не имеют в своем составе ни топлива, ни окислителя (кислорода), поэтому они не участвуют в горении. Т.е. в цилиндрах они, грубо говоря, просто занимают место. Зачем это нужно?

 

 

В первую очередь на дизельном двигателе, который способен работать на очень бедной топливо-воздушной смеси, отработавшие газы занимают место свежего воздуха. Меньше воздуха – значит в камере сгорания меньше кислорода, поэтому меньше очагов горения. Ведь кислород не только окисляет топливо, но и при больших температурах (порядка 1370 градусов) кислород взаимодействует с азотом с образованием вредных оксидов.

Кроме того, инертные отработавшие газы просто впитывают в себя избыточное тепло, тем самым снижается температура в камере сгорания.

Роль системы EGR на бензиновом двигателе такая же – снизить долю кислорода, снизить температуру в цилиндрах. Но бензиновый двигатель способен работать только на стехиометрической смеси, т.е. смеси, в которой количество кислорода ровно столько, сколько необходимо для полного окисления бензина. Поэтому объемы рециркуляции ОГ на бензине не такие большие, как на дизеле, где горение фактически регулируется подачей топлива, а объем кислорода не так важен.

Также система EGR способна на несколько процентов улучшить топливную экономичность бензинового двигателя, т.к. благодаря тому, что присутствие отработавших газов в цилиндрах позволяет снизить расход воздуха, а значит и расход топливо. Т.е. отработавшие газы позволяют готовить и сжигать чуть меньше стехиометрической топливовоздушной смеси.

 

 

На нашем YouTube-канале вы можете посмотреть обзор клапанов EGR.

 

 

Выбрать и купить клапан EGR для любого двигателя, вы можете в нашем каталоге контрактных запчастей.

 

Мифы про работу системы EGR

Часто можно слышать, что система EGR повторно направляет в цилиндры газы для «дожигания топлива». Это полная глупость.

В бензиновом двигателе никакое дополнительное топливо не сгорит в принципе, т.к. для этого нужно увеличивать и подачу кислорода. Никакая система управления бензиновым двигателем не учитывает эти порции мифического топлива, «перенаправленного для дожигания». Хотя, например, добавление паров топлива из адсорбера системы вентиляции бака ЭБУ учитывают.

В камерах сгорания дизельного двигателя если какое-то топливо и не сгорает, то оно мгновенно разлагается на углерод и оксиды в результате пиролиза. Пиролиз – это термическое разложение соединений на простейшие составляющие в отсутствии кислорода. Черный дым из выхлопной трубы дизеля – это не «несгоревшее топливо», а разложившееся топливо – в частности, сажа, углерод как таковой.

 

 

Типы клапана EGR по управлению

Любой клапан предназначен для регулирования потока чего-либо путем открытия, перекрытия или закрытия канала или трубопровода. Клапан EGR осуществляет регулирование потока отработавших газов во впускной тракт двигателя внутреннего сгорания. Механическая часть клапана EGR чаще всего представляет собой шток с игольчатым или тарельчатым клапаном, через который при открытии проходят отработавшие газы. Непосредственно за приведение в движение штока клапана EGR отвечают механизмы трех типов.

 

Вакуумный клапан EGR

Самые первые клапаны EGR имели пневматический или вакуумный привод. В этом случае шток приводится от диафрагмы, к которой прикладывается усилие от разряжения. Самые ранние варианты таких клапанов были самоуправляемыми. Разряжение во впускном коллекторе через трубки воздействовало на диафрагму, так могло учитываться давление газов в выпускном коллекторе. Самые ранние системы нередко имели возможность контроля или самодиагностики при помощи датчика дифференциального давления, реагирующего на поток отработавших газов. Позже некоторые производители начали устанавливать потенциометры на корпуса диафрагм таких клапанов.

На следующем этапе развитии системы EGR клапан перешел под управление электровакуумным клапаном (клапан N18 на VAG), который подчиняется блоку управления и поэтому работает по определенной программе. В электровакуумном клапане находится электромагнитная катушка, которая перемещает шток клапана, включенного в вакуумную линию.

 

 

Конструктивно клапан EGR с диафрагмой почти никогда не имеет обратной связи. Тем не менее, некоторые производители предусматривают способы контроля и диагностики работы системы рециркуляции. О том, поступают и ли отработавшие газы во впуск, блоку управления расскажет датчик абсолютного давления (ДАД) или датчик массового расхода воздуха (ДМРВ), а также, на бензиновом двигателе, лямбда-зонд.

ДАД может зафиксировать несоответствие расчетного давления и фактического давления во впуске.

ДМРВ в свою очередь может зафиксировать несоответствие реального расхода воздуха заданному.

Таким образом, присутствие или отсутствие отработавших газов во впуске в любом случае отражается на давлении и расходе воздуха.

В целом, такая система управления клапаном EGR не отличается высокой точностью. Поэтому двигатели, соответствующие нормам Евро-3 и выше, получили более послушные клапаны EGR.

В большинстве случаев такие клапаны нуждаются только в чистке, разрушение диафрагмы происходят крайне редко. Также сбои и некорректная работа происходят из-за подклинивания штока в управляющем электровакуумном клапане.

 

Клапан EGR с шаговым электродвигателем

Следующий этап развития – клапан EGR с шаговым мотором. В шаговом электродвигателе ротор не вращается постоянно, а перемещается на определенный угол – шаг. Усилие ротора прикладывается к штоку через небольшой редуктор, с помощью которого поворот ротора превращается в поступательное движение штока. Таким образом по команде ЭБУ шаговый электродвигатель может очень точно перемещать шток клапана. Распознать клапан EGR с шаговым электромотором можно по присутствию 6-ти пинов в его разъеме – 2 плюса на обмотки и 4 минуса для управления шаговым двигателем.

 

 

Интересная особенность такого клапана EGR – это отсутствие обратной связи по его положению. При включении зажигания блок двигателя инициализирует этот клапан. Т.е. принудительно задает начальное положение и принимает его за точку отсчета. Далее при работе двигателя блок управления от этого положения отсчитывает шаги для открытия клапана EGR.

Но на практике в случае подклинивания клапана блок управления совершенно без проблем за нулевое положение может принять и открытое положение клапана. При этом, как правило, никаких ошибок по работе системы не появляется. Увидеть заклинившее положение клапана можно по последствиям такой неполадки: недостаточному разряжению во впуске или низкому расходу воздуха, по отрицательной коррекции топливной смеси.

 

 

Проверка клапана с шаговым электродвигателем

Как правило, питание на такой клапан подается по двум центральным проводам (пинам). Соответственно, на них должно быть напряжение при включении двигателя.

Обмотки шагового электродвигателя можно проверить по сопротивлению. Для этого сопротивление нужно мерить между центральным пином и соседними. В зависимости от производителя номинальное значение варьируется. Например, на клапанах EGR Mitsubishi это значение 20-24 Ома, на клапанах EGR Mazda – 12-16 Ом. Вообще сопротивление обмоток должно быть одинаковым.

 

 

Клапан EGR с электромотором и обратной связью

Самый совершенный и удобный привод клапана EGR – электромагнитом или электромотором при наличии датчика положения самого клапана. Непосредственно шток клапана приводится через редуктор.

Распознать такой клапан EGR можно по его электрическому разъему: в нем 5 пинов. 2 пина на питание электромотора/электромагнита, 2 пина на питание датчика, 1 пин на сигнал с датчика положения.

Питание электромотора приходит по двум проводам большего сечения. Расположение пинов в разъемах во многих случаях разное.

 

 

 

Выбрать и купить клапан ЕГР, а также радиатор системы ЕГР и трубки системы ЕГР вы можете в нашем каталоге контрактных запчастей.

Что такое EGR и почему приходится его отключать?

 13.03.2018

Для сжигания топлива в силовом агрегате любого транспортного средства необходимо поступление достаточного объема воздуха. Из атмосферы в двигатель поступает смесь, на 78 процентов состоящая из азота и менее, чем на 22 процента из кислорода. Химический элемент азот обладает небольшой инертностью, способен вступать в реакцию с литием.

 

Разработчики силовых агрегатов стараются сделать КПД мотора максимально высоким, для этого поднимается температура смеси и давление внутри системы. Препятствующим фактором увеличения температуры является тепловая прочность смеси, а именно входящего в состав азота. При росте температуры инертного газа до 2 тысяч градусов происходит его окисление. Увеличение процентного содержания кислорода приводит к росту оксидов азота, выброс которых в атмосферу приводит к загрязнению окружающей среды. Установка системы рециркуляции выхлопных газов или EGR позволяет снизить объем оксидов азота в выхлопе дизельного автомобиля.

 

 

 

 

Основное назначение стандартного модуля EGR – уменьшение выбросов оксида азота в выхлопе транспортного средства. Для этого определенная часть отработанных газов перенаправляется обратно во впускной коллектор. Такая технология работы обеспечивает снижение кислорода в составе горючей смеси. В результате обедненный состав выделяет меньше вредных веществ. Основное негативное последствие работы EGR – снижение мощности силового агрегата.

 

Для большинства автосервисов, а также специалистов в области экологии, отключение системы рециркуляции выхлопных газов является допустимым. При работе EGR действительно снижается объем выбросов оксидов азота, но появляются увеличивается количество вредных составляющих выхлопа. 

 

 

 

 

Если принимается решение отключить EGR, сразу снижается количество сажи, углекислого и угарного газов, выбрасываемых в атмосферу. Силовой агрегат становится более экономичным. Увеличивается мощность и тяговое усилие. Двигатель работает без сбоев намного дольше, так как в цилиндры не попадают сажа и смола из выхлопа. Соответственно моторное масло перестает интенсивно окисляться, ресурс мотора возрастает.

 

Система рециркуляции отработанных газов устанавливается на дизельных силовых агрегатах только для снижения количества оксида азота в выхлопе. Другой практической ценности EGR не несет. Существует несколько вариантов исполнения модуля, при этом принцип работы оборудования остается неизменным. Система забирает некоторый объем отработанных газов и перенаправляет их обратно в камеру сгорания. Рециркуляция обеспечивает снижение температуры сгорания топливной смеси и уменьшение объема оксида азота. Установка EGR актуальна не только для дизельных, но и для бензиновых ДВС.

 

Разработка и внедрение системы рециркуляции выполнены в соответствии с требованиями экологов. Ранее на дизельных и бензиновых моторах EGR не устанавливались. Недостатком системы является ее ограниченный ресурс. Через некоторое время модуль перестает работать или функционирует с отклонениями. Альтернативой ремонту является отключение EGR и эксплуатация силового агрегата без снижения мощности. В исправном состоянии система изначально не работает на больших оборотах, а также при переходе мотора в аварийный режим. На программном уровне модуль управления перекрывает работу EGR.

 

Кроме роста процентного содержания оксида азота в выхлопе других негативных последствий отключения системы рециркуляции газов не существует. При этом двигатель работает надежно и без нареканий. Экологичность является важной составляющей современных автомобилей, но отсутствие дорогостоящих ремонтов является более важным критерием.

 

Причины поломок системы рециркуляции

 

Блок EGR устанавливается на автомобили в течение длительного времени. В специализированных центрах давно имеется перечень основных поломок системы рециркуляции. Основные дефекты – заклинивание клапана, поломка датчика положения, обрыв цепи актуатора, утечка или подсос выхлопных газов. Каждая неисправность имеет несколько возможных причин возникновения.

 

Выход из строя EGR по причине заклинивания клапана

 

Образование большого количества сажи сопровождает практически любой процесс горения. Для бензиновых и дизельных моторов загрязняющие вещества оседают в клапане. Соответственно подвижность элемента нарушается. Со временем клапан заклинивает, работа системы в штатном режиме становится невозможной.

 

Заклинивание клапана возможно в закрытом и открытом положении. В первом случае сажа не поступает в силовой агрегат. Соответственно дорогостоящий ДВС ремонт владельцу не грозит. В противном случае ресурс силового агрегата существенно сокращается, если вовремя не заблокировать EGR. В некоторых случаях в сервисных центрах программно закрывают клапан системы рециркуляции, хотя такой способ и не считается хорошим.

 

 

 

 

При постоянно открытом положении клапана остатки от процессов горения напрямую попадают в цилиндры силового агрегата. Такое положение является наиболее опасным для двигателя. В штатном положении на высоких оборотах и при большой нагрузке заслонка также закрыта. При этом каких-либо негативных изменений в работе других систем при отключенном клапане EGR не наблюдается.

 

На силовых агрегатах разных марок и моделей заклинивание клапанов является наиболее вероятной причиной выхода из строя EGR. Оборудование перестает функционировать в штатном режиме и негативно влияет на работу мотора. Основными факторами, влияющими на срок эксплуатации системы рециркуляции, являются:

 

  • Использование масла низкого качества и такого же топлива, особенно если на транспортном средстве установлен дизельный силовой агрегат.

  • Отсутствие своевременного технического обслуживания также сказывается на качестве работы системы. Если на авто установлен забитый сажей и смолами фильтр, масло давно не менялось, система быстро выйдет из строя. Если EGR имеет качественную, проверенную конструкцию и своевременно обслуживается, его хватает на 150-180 тысяч километров пробега.

  • Еще одной причиной сбоев в работе EGR является дефект силового агрегата. Любая поломка, при которой увеличивается количество выхлопных газов и их состав, неизбежно влияет на срок эксплуатации системы рециркуляции. 

  •  

Причиной увеличенного износа EGR становятся загрязненный воздухофильтр, недостаточная подача воздуха в камеру сгорания, протечки форсунки или неисправные поршневые кольца. Некоторые владельцы транспортных средств принимают решение устранить поломки EGR, при этом дефекты на силовом агрегате остаются. В таких ситуациях система рециркуляции в скором времени снова начнет сбоить.

 

Саморазрушение клапана считается еще одной болезнью EGR. Ввиду определенных конструктивных особенностей и специфики работы система рециркуляции может выйти из строя в самый неожиданный момент. При росте температуры в камере сгорания одновременно увеличивается объем оксидов азота и снижается количество твердых частиц сажи. При направлении выхлопных газов на рециркуляцию, снижается количество выбросов оксида азота, но и возрастает объем сажи. В определенный момент сажа забивает фильтрующий элемент и приводит к выходу из строя EGR.

 

 

 

 

Для разработчиков поиск оптимального баланса между двумя составляющими выхлопных газов является извечной проблемой. Инженерам требуется одновременно выполнить требования экологов и продлить срок эксплуатации силового агрегата. Очень часто интенсивная работа системы рециркуляции приводит к выходу оборудования из строя. Поэтому отключение клапана является одним из лучших вариантов.

 

К другим дефектам системы рециркуляции относятся разрывы цепи актуатора и выход из строя датчика положения клапана. Заданное и фактическое положение рабочего элемента не совпадают. До начала ремонта потребуется диагностика системы на профессиональном оборудовании. Еще одной поломкой считается проникновение внутрь воздуха. В таких ситуациях система проверяется на герметичность.

 

Методики устранения дефектов, указанных выше, сильно отличаются. Характер ремонта зависит от типа поломки, марки и модели силового агрегата. Для определения причины ошибки на EGR необходимо провести диагностику на современном стенде. Устранить поломку можно несколькими путями разной степени эффективности.

 

Устранение поломок системы рециркуляции выхлопных газов

 

Для устранения поломок системы EGR используется несколько способов. Методы отличаются стоимостью работ и запчастей, основными из них считаются:

 

  • демонтаж вышедшего из строя клапана и установка на его место оригинальной детали;

  • аналогичные работы с использованием более доступных китайский запчастей или деталей других производителей;

  • снятие EGR с автомобиля, программная блокировка функции рециркуляции выхлопных газов;

  • программное закрытие клапана системы без демонтажа блока EGR.

 

Первый вариант является самым дорогим по расходам, но нужного эффекта не всегда удается добиться. Если система рециркуляции отработала меньше положенного срока, сначала необходимо найти и устранить поломку силового агрегата. В противном случае повторная замена EGR может потребоваться уже через несколько десятков тысяч километров пробега. Соответственно расходы на ремонт ощутимо вырастут. Использование китайских запчастей – это выбор владельца. В некоторых случаях попадаются действительно качественные детали, но чаще всего в скором времени процедуру ремонта EGR приходится повторять.

 

 

 

Технология устранения дефекта путем снятия блока и блокировки функции программным способом является оптимальным вариантом работы. Действия с механическими узлами и программной частью требуют привлечения квалифицированных инженеров, использования современного оборудования.

 

В первую очередь перекрывается движение отработанных газов через клапан. Для этого устанавливается специальная заглушка. Сделать это достаточно сложно, требуется опыт и знания. Не допускается монтировать заглушки, выполненные из тонколистовой стали или паронита. Из-за высокой температуры выхлопных газов металл быстро прогорает, в некоторых случаях деградация происходит при первой поездке. Толщина заглушки должна быть не менее 2,5-3 мм, в качестве материала применяется нержавеющая сталь.

 

Для того, чтобы заварить клапан и установить диффузор не требуется специальных знаний, опыта простого автомеханика для этого достаточно. Снятие клапана с охладителем требует больших усилий. Для модификаций клапана с собственным охладителем достаточно установить на впускной и выпускной клапаны специальные заглушки. Силовые агрегаты BMW серии М дорабатываются именно таким образом. Транспортные средства VW и BMW серии N комплектуются клапанами без автономного контура. Поэтому охлаждение закольцовывается другими способами.

 

Механическая часть двигателей разных марок и моделей в целом идентична. Поэтому решений с отключением EGR не так много, все они похожи. На программном уровне могут встречаться различные ошибки. Вопрос с блокировкой системы рециркуляции решается индивидуально. Вариантов отключения EGR может быть несколько.

 

На программном уровне необходимо запретить открытие клапана EGR. Многие специалисты, давно работающие в данной сфере, знают места прошивок для редактирования на различных марках и моделях авто. При этом программное обеспечение начинает выдавать ошибки. Их исключение является более сложной задачей, но выполнить ее необходимо.

 

Основная сложность программной настройки заключается в потенциальном риске удаления лишних фрагментов кода. При недостаточной квалификации инженера можно сбросить настройки системы управления, диагностика становится сложной и непредсказуемой. Устранение подобных проблем требует значительных временных и финансовых вложений.

 

При поломке EGR система рециркуляции уходит в аварийный режим. На программном уровне данную функцию также требуется отключить. Еще одной задачей программной настройки является перекалибровка карт по воздуху. Распределение потоков необходимо изменить, если EGR отключается. Если данный вопрос не проработать, электронный блок управления функционирует со сбоями. Система не понимает, почему во входящем потоке много кислорода и нет отработанных газов. Соответственно качество работы мотора снижается.

 

Еще один способ отключения EGR – запрещение открытия клапана на программном уровне. Такой способ работает, но использовать его не всегда рекомендуется. Чаще всего такой возможностью пользуются, если физически добраться к EGR и заблокировать клапан сложно или невозможно без разборки мотора. В ситуациях, когда зафиксировано заклинивание клапана, программным способом заблокировать его также не удастся. Приходится разбирать блок и устранять поломки механическими средствами.

 

Программное отключение EGR не всегда имеет должный эффект. Инженер не может быть на 100 процентов уверен, что клапан перекрыт. Если остается даже небольшой открытый канал, сажа и другие элементы попадают в цилиндры. Также внутрь системы поступает неучтенный воздух. Оптимальным вариант отключения системы – выполнение операций на программном и механическом уровне в комплексе.

 

Когда требуется отключать EGR

 

Для многих собственников автомобилей с системой рециркуляции выхлопных газов вопрос по отключению EGR возникает неожиданно. При этом сроки посещения автосервиса не всегда понятны, так как автомобиль функционирует, хоть и не должным образом.

 

Если автомобиль проходит регулярное техническое обслуживание, ресурс клапана EGR составляет не менее 150 тысяч километров пробега. В соответствии с общедоступной статистикой, в сервисные центры по причине выхода из строя EGR обращается больше владельцев дизельных транспортных средств. Соотношение к бензиновым моторам на уровне 80 к 20 процентам. При сгорании дизельного топлива выделяется намного больше сажи, поэтому система рециркуляции забивается быстрее.

 

Собственники любых транспортных средств должны следить за состоянием расходных материалов, использовать качественные фильтры, топливо и масла. В любом случае износ узлов и элементов автомобиля неизбежен, поэтому проводить комплексную диагностику двигателя также необходимо. Если в работе EGR зафиксированы проблемы, следует проверить состояние мотора в первую очередь. Замена изношенной форсунки является частым решением проблемы с работой системы рециркуляции. Если обнаружены недостатки в функционировании цилиндропоршневой группы, менять кольца необязательно. Проще и дешевле заглушить EGR.

 

Любой, даже минимальный дефект цилиндропоршневой группы приводит к проблемам в работе EGR. Каждый раз ремонтировать двигатель накладно и необязательно. При этом восстановление системы рециркуляции даст только временный эффект. Поэтому отключение EGR в большинстве случаев считается лучшим вариантом.

 

Появление индикации на панели приборов в форме индикатора «Check engine», переход системы в аварийный режим не обязательно является свидетельством поломки EGR. В таких ситуациях необходимо провести комплексную диагностику двигателя, определить причины снижения тяговых характеристик, потери динамики, увеличения дымности и расхода горючей смеси.

что это, для чего нужен и как работает

Автомобильная система EGR — Exhaust Gas Recirculation, штука очень не однозначная и достаточно капризная, особенно при весьма низком качестве топлива, которое встречается в наших краях, довольно-таки часто. Неоднозначность этой системы заключается в том, что ее предназначение, сугубо экологическое. Система обратной рециркуляции отработанных газов или ЕГР, призвана уменьшить количество окислов азота в автомобильном выхлопе. Что такое ЕГР, зачем она нужна и как выражаются ее неисправности, обо всем этом, мы сейчас и поговорим.

Для чего нужен клапан ЕГР

Начать следует с того, что система ЕГР устанавливается на большинство дизельных моторов и бензиновые, атмосферные агрегаты. Суть работы этой системы заключается в том, что в определенные моменты открывается клапан EGR и во впускной коллектор двигателя вбрасывается порция отработанных газов.

Схематичное изображение работы системы ЕГР.

Таким образом, снижается количество кислорода в топливной смеси, что в свою очередь снижает температуру ее горения. А при более низкой температуре горения, количество окислов азота в автомобильном выхлопе, уменьшается весьма значительно. Если же двигатель турбирован, то диапазон применения ЕГР значительно сужается, что делает ее установку не рациональной. В таких случаях, применяются иные решения, снижающие количество вредных составляющих автомобильного выхлопа.

Exhaust Gas Recirculation не работает на холостых оборотах, она не используется, когда двигатель холодный, а также клапан ЕГР закрывается, когда дроссельная заслонка максимально открыта.

Управление системой ЕГР

Система обратной рециркуляции отработанных газов управляется электронным блоком управления двигателем. А команда на открытие или закрытие клапана EGR может подаваться на основании:

  • датчика температуры охлаждающей жидкости;
  • датчика коленчатого вала;
  • датчика положения дроссельной заслонки;

В различных моделях автомобилей, в управлении клапаном ЕГР используются либо все перечисленные датчики, либо некоторые из них, а в ряде случаев, только датчик температуры охлаждающей жидкости.

Как выглядит клапан ЕГР на Chevrolet Lacetti

Так или иначе, но работой клапана ЕГР всегда управляет автомобильная электроника. И пока эта система функционирует штатно, водитель ее работы, практически никак не ощущает. Полезная работа системы ЕГР вне экологической тематики, очень малозаметна. Эта система позволяет экономить около трех процентов топлива на бензиновых моторах. Так же в ряде случаев, система ЕГР предотвращает детонацию топлива в моторе. Но, это явление и само по себе редкое и неординарное. А что касается дизельных агрегатов, то при наличии, штатно функционирующей системы EGR, они работают более плавно, мягко, тихо. Кроме того, в моторах на дизельном топливе при посредстве ЕГР, уменьшается образование сажи. Вот и все бонусы, которые предоставляет владельцу система рециркуляции отработанных газов. 

Видео о ЕГР

Читайте также: Что такое ДПДЗ и какие функции он выполняет.

Зачем заглушают ЕГР

Часто можно увидеть ситуацию, когда система ЕГР, попросту заглушена. В чем же дело, не уж-то всем автомобилистам, которые так поступают, плевать на вред от автомобильных выхлопов?

На самом деле, проблема заключается в качестве топлива, на котором ездят наши автомобили. Низкое качество топлива, обуславливает кроме всего прочего, образование сажи и оседание ее на клапане ЕГР, а так же в ее магистрали. Это приводит к тому, что система либо вообще не работает, либо работает неправильно. В обеих случаях, проще ее заглушить, ибо, замена даже только клапана ЕГР, удовольствие отнюдь не дешевое. Вот и люди решают вопрос, так сказать, радикально. А поскольку никаких особых потерь отключение ЕГР не влечет, то и решаются на этот шаг, как правило, без особых колебаний.

Прокладка для заглушки ЕГР (с одним отверстием) и штатная (Chevrolet Lacetti).

Глушение системы рециркуляции отработанных газов на бензиновых двигателях, может производиться при помощи установки обычной шайбы в просвет клапана. Если для регулирования клапана ЕГР, применяются вихревые заслонки во впускном коллекторе, их нужно удалять, тоже. В дизельных же моторах, помимо механического глушения клапана ЕГР, необходимо отключить его программно. Иначе, повышается износ турбины и нарушается стабильность работы силового агрегата.

Споры по поводу глушения ЕГР, длятся до сих пор. Одни считают, что глушить эту систему можно и нужно, другие же утверждают, что после ее отключения, температура горения в цилиндрах возрастает, что приводит к более быстрой выработке ресурса двигателя и его износу. 

Неисправности системы EGR

Диагностика проблем с описываемой системой, задача не столь простая, как может показаться на первый взгляд. Беда в том, что нет ярко выраженных симптомов, характерных именно для неполадок EGR. Двигатель, вроде бы троит, вроде бы сбоит, а вроде и нет. И заподозрить именно систему рециркуляции отработанных газов, в такой не стабильности работы мотора, может только профессионал. Но перед тем, проверяются различные датчики, узлы и системы автомобиля. Собственно, какие здесь могут возникнуть проблемы:

  • отложение на деталях клапана ЕГР, сажи и других элементов, приводящие к заклиниванию его, в каком-либо положении;
  • прогорание клапана ЕГР;
  • засорение самой магистрали ЕГР;
  • нарушение электронных систем управления клапаном ЕГР;

Если клапан или магистраль, банально засорены, почистить их, в общем-то, не сложно, хотя в ряде случаев, такая чистка, попросту невозможна. Ну а если клапан прогорел, то придется его менять, а это, как уже говорилось, отнюдь не дешево.

Симптомы, характерные именно для проблем с клапаном ЕГР, фактически отсутствуют. Это к примеру, нестабильная работа двигателя, в режиме холостых оборотов, немотивированные провалы в мощности, отсутствие ярко выраженного ускорения при полном открытии дроссельной заслонки, и другие признаки нарушений в работе мотора.

Так или иначе, не спешите менять клапан EGR или глушить ее, если нет явных повреждений клапана и его деталей. Возможно проблема здесь не совсем в ЕГР, ибо эта система, тесно взаимосвязана с другими узлами и системами регулирования подачи воздуха и отведения отработанных газов.

 

Похожие публикации

Проверка ЕГР. Как проверить работоспособность клапана и датчика EGR

Проверка системы сводится к выявлению работоспособности клапана EGR, его датчика, а также других компонент системы вентиляции картерных газов (Exhaust Gas Recirculation). Для проверки автолюбителю понадобится электронный мультиметр, способный работать в режиме омметра и вольтметра, вакуумный насос, сканер ошибок ЭБУ. Непосредственно как проверить ЕГР будет зависеть от конкретного элемента данной системы. Самая простейшая проверка на работоспособность может быть обычный визуальный контроль срабатывания при подачи на него питания либо разряжения воздуха.

Содержание:

Как проверить ЕГР

Что такое система EGR

Чтобы разобраться с описанием проверки работоспособности ЕГР, имеет смысл вкратце остановится на том, что это за система, для чего она нужна и как работает. Итак, задача системы EGR состоит в снижении уровня образования оксидов азота, находящихся в выхлопных газах. Устанавливается она как на бензиновые, так и на дизельные двигатели, за исключением тех, которые оснащены турбонаддувом (хотя есть и исключения). Ограничение выработки оксидов азота достигается за счет того, что часть выхлопных газов направляется обратно в двигатель для дожига. Из-за чего понижается температура камере сгорания, выхлоп становится менее токсичен, уменьшается детонация так как используется более высокий угол опережения зажигания и снижается расход топлива.

Первые системы EGR были пневмомеханическими и соответствовали экологическим стандартам EURO2 и EURO3. С ужесточением стандартов экологии почти все системы EGR стали электронными. Одной из основных компонент системы является клапан ЕГР, в состав которого входит и датчик, контролирующий положение указанного клапана. Электронный блок управления контролирует работу пневмоклапана с помощью управляющего электропневмоклапана. Таким образом, проверка ЕГР сводится к выяснению работоспособности клапана ЕГР, его датчика, а также системы управления (ЭБУ).

Признаки неисправности

Существует ряд внешних признаков, указывающих на то, что с системой, и в частности, с датчиком EGR возникла проблема. Однако приведенные ниже признаки могут указывать и на другие неисправности в двигателе, поэтому необходима дополнительная диагностика как системы в целом, так и клапана в частности. В общем случае симптомы не работающего клапана ЕГР будут такие признаки:

  • Снижение мощности двигателя и потеря динамических характеристик автомобиля. То есть, машина «не тянет» при езде в гору и в загруженном состоянии, а также плохо разгоняется с места.
  • Неустойчивая работа двигателя, «плавающие» обороты, особенно на холостых оборотах. Если мотор работает на малых оборотах, то возможна его внезапная остановка.
  • Двигатель глохнет вскоре после запуска. Происходит когда клапан заклинило в открытом состоянии и выхлопные газы в полной мере идут на впуск.
  • Увеличенный расход топлива. Это вызвано уменьшением разрежения во впускном коллекторе, и как следствие, переобогащение топливовоздушной смеси.
  • Формирование ошибок. Зачастую на приборной панели активируется сигнальная лампа “проверьте двигатель”, и после выполнения диагностики сканирующими устройствами можно найти ошибки, связанные с работой системы ЕГР, например, ошибка p0404, р0401, р1406 и прочие.

При появлении хотя бы одного из перечисленных признаков имеет смысл сразу же выполнить диагностику с помощью сканера ошибок, он позволит убедиться, что проблема именно в клапане ЕГР. Для примера, Scan Tool Pro Black Edition дает возможность считать ошибки, смотреть показатели различных датчиков в реальном времени работы и даже корректировать некоторые параметры.

ОБД-2 сканер Scan Tool Pro Black работает с протоколами отечественных, азиатских, европейских и американских марок автомобилей. При подключении к гаджету через популярные диагностические приложения по Bluetooth или Wi-Fi вы получаете доступ к данным в блоках двигателя, коробки передач, трансмиссии, вспомогательных систем ABS, ESP и т.д.

Данным сканером можно увидеть как срабатывает электромагнитный клапан вакуумного регулятора (детали в конце статьи). Имея такое устройство можно оперативно выяснить причину и приступить к ее устранению. Проверить клапан в гаражных условиях достаточно просто.

Причины неисправностей системы EGR

Основных причин неисправностей клапана ЕГР и системы в целом всего две — через систему проходит слишком малое количество выхлопных газов и через систему проходит слишком большое количество выхлопных газов. В свою очередь причинами этого могут быть следующие явления:

  • На штоке клапана EGR образуется нагар. Это происходит по естественным причинам. Как указывалось выше, через него проходят отработанные газы, и на стенках клапана, в том числе, штоке оседает сажа. Особенно это явление усугубляется в условиях, когда машина работает в агрессивных условиях. В частности, при износе двигателя, увеличении количества картерных газов, использования некачественного топлива. После диагностики клапан, всегда рекомендуется почистить шток при помощи карбклинера или подобного обезжиривающего чистящего состава. Зачастую для этого пользуются какими-либо растворителями (например, уайтспиритом), либо чистым чистым ацетоном. Также можно воспользоваться бензином либо дизельным топливом.
  • Негерметичность мембраны клапана ЕГР. Эта неисправность приводит к тому, что указанный клапан полностью не открывается и не закрывается, то есть, через него просачиваются выхлопные газы, что приводит к описанным выше последствиям.
  • Каналы системы EGR закоксованы. Это также приводит к тому, что выхлопные газы и воздух не могут нормально продуваться через них. Закоксовывание происходит по причине появления нагара на стенках клапана и/или каналов, по которым проходят выхлопные газы.
  • Была неправильно заглушена система EGR. Некоторые автовладельцы, регулярно сталкивающиеся с тем, что из-за использования обозначенной системы двигатель теряет мощность попросту глушат клапан EGR. Однако, если было принято такое решение, то делать это нужно правильно, в противном случае расходомер воздуха будет получать информацию о том, что происходит очень большой расход воздуха. Особенно это актуально при покупке бывшей в употреблении машины, когда новый владелец не знает, что на машине заглушен клапан ЕГР. Если машина оборудована такой системой, то желательно поинтересоваться у бывшего автовладельца по поводу ее состояния, а также спросить о том, не была ли заглушена система ЕГР полностью.
  • Заклинивание клапана EGR во время его закрытия и/или открытия. Тут возможны два варианта. Первый — неисправен сам датчик, который не может передать корректные данные на электронный блок управления. Второй — проблемы с самим клапаном. Он либо не полностью открывается, либо не полностью закрывается. Обычно это связано с большим количеством нагара на нем, образованным в результате сгорания топлива.
  • Движение клапана EGR рывками. Исправный соленоид должен обеспечивать плавное перемещение штока, и соответственно, датчик должен фиксировать плавно изменяющиеся данные о положении заслонки. Если перемещение происходит скачкообразно, то соответствующая информация передается на ЭБУ, а сама работа системы происходит некорректно с описанными выше последствиями для двигателя.
  • На тех автомобилях, где движение клапана обеспечивается шаговым электроприводом, возможная причинам кроется именно в нем. В частности, может выйти из строя электромотор (например, закоротить обмотка, выйти из строя подшипник), либо выйти из строя приводная шестерня (сломаться или полностью стереться один или несколько зубьев на ней).

Проверка системы ЕГР

Естественно, что на различных марках и моделях машин расположение датчика EGR будет отличаться, однако в любом случае этот узел будет находиться в непосредственной близости к впускному коллектору. Реже его располагают во всасывающем тракте либо на блоке дроссельной заслонки.

В гаражных условиях проверку необходимо начать с визуального осмотра. По большому счету, существует два метода диагностики клапана EGR — с его демонтажом и без него. Однако более детальную проверку все же лучше сделать с демонтажом узла, поскольку после проверки, в случае, если клапан будет забит отложениями сгоревшего топлива, его можно будет очистить перед последующей установкой на место. Для начала рассмотрим методы проверки без демонтажа отдельных деталей.

Обратите внимание, что зачастую при установке нового клапана EGR его нужно адаптировать при помощи специального программного обеспечения для его нормальной работы с электронным блоком управления.

Как проверить работоспособность ЕГР

Прежде всего чем делать полную проверку нужно убедится в том, что клапан вообще срабатывает. Такую исправность делается элементарно.

Когда нужно проверить исправность пневмоклапана достаточно понаблюдать за ходом штока при прогазовках (один человек газует, второй смотрит). Либо нажатием на мембрану — должны проседать обороты. Чтобы проверить электроклапан ЕГР нужно подать напрямую с аккумулятора на плюс и минус разъема питание, при этом прислушиваясь есть ли щелчки. Проделав такие действия можно переходить к более детальной проверке EGR.

Нажатие на клапан

При работающем на холостых оборотах двигателе необходимо немного надавить на мембрану. В зависимости от конкретного строения клапана она может располагаться в различных местах. Например, у популярного автомобиля Daewoo Lanos необходимо нажать под тарелкой, под ней есть вырезы в корпусе, через которые и можно надавить непосредственно на мембрану. То есть, нажатие происходит не на саму мембрану, поскольку она защищена корпусом, а на ту часть корпуса, которая находится непосредственно над ней.

Если в процессе нажатия на указанный узел обороты двигателя просели и он начал «задыхаться» (обороты начали падать), то это значит, что седло клапана находится в хорошем состоянии, и по большому счету, ничего ремонтировать не нужно, разве что в профилактических целях (для этого нужно будет демонтировать клапан ЕГР и параллельно выполнить дополнительную комплексную диагностику узла). Однако если же после указанного нажатия ничего не происходит, и двигатель не теряет обороты, то это означает, что мембрана уже не герметична, то есть, система EGR практически не работает. Соответственно, необходимо демонтировать клапан ЕГР и выполнить дополнительную диагностику состояния как самого клапана, так и других элементов системы.

Проверка клапана

Как указывалось выше, в различных автомобилях расположение клапана может отличаться, однако, зачастую, он устанавливается в районе впускного коллектора. Например, на автомобиле Ford Escape 3.0 V6 он установлен на металлической трубе, идущей от впускного коллектора. Открывается клапан за счет вакуума, который подходит от соленоида. Пример дальнейшей проверке приведем именно на двигателе указанного автомобиля.

Для того, чтобы проверить работоспособность клапана EGR, достаточно при холостых оборотах двигателя отсоединить от клапана шланг, по которому подается разрежение (вакуум). Если в непосредственной доступности есть вакуумный насос, то можно его подсоединить к отверстию клапана и создать разрежение. Если клапан исправен — двигатель начнется «задыхаться» и дергаться, то есть, его обороты начнут падать. Вместо вакуумного насоса можно просто подсоединить другой шланг и создать разрежение просто ртом, втянув воздух. Последствия должны быть теми же. Если же двигатель продолжает работать в нормальном режиме — значит, клапан, скорее всего, неисправен. Желательно его демонтировать для выполнения детальной диагностики. В любом случае, дальнейший его ремонт необходимо будет выполнять не на его посадочном месте, а в условиях автомастерской (гаража).

Проверка соленоида

Соленоид представляет собой электрическое сопротивление, пропускающее через себя ток. Соленоид изменяет проходящее через него напряжение, используя широтно-импульсную модуляцию (ШИМ). Напряжение изменяется в процессе работы, и это является сигналом к подаче вакуума на клапан EGR. Первое, что нужно выполнить при проверке соленоида — убедиться, что вакуум имеет достаточно хорошее разрежение. Пример проверки приведем для того же автомобиля Ford Escape 3.0 V6.

Первое, что необходимо сделать, так это отсоединить мелкие трубки внизу соленоида, после чего нужно запустить двигатель. Обратите внимание, что трубки необходимо снимать аккуратно с тем, чтобы не сломать штуцеры, к которым они подходят! Если вакуум на одной из трубок в порядке, то его будет слышно на слух, в крайнем случае можно приставить к трубке палец. Если же разрежения нет — необходима дополнительная диагностика. Для этого также необходимо будет в дальнейшем демонтировать клапан ЕГР с его посадочного места для дальнейшей комплексной диагностики.

После этого необходима проверка электрической части, а именно, нужно проверить питание соленоида. Для этого потребуется отсоединить фишку от указанного элемента. Там есть три провода — сигнальный, питающий и «масса». С помощью мультиметра, переключенного в режим измерения постоянного напряжения нужно проверить питание. Тут один щуп мультиметра помещают на питающий контакт, второй — на «массу». Если питание есть — мультиметр покажет значение питающего напряжения около 12 Вольт. Заодно имеет смысл проверить целостность импульсного провода. Это можно сделать также с помощью мультиметра, однако переключенного в режим «прозвонки». На указанном автомобиле Ford Escape 3.0 V6 он имеет фиолетовую изоляцию, а на входе в ЭБУ он имеет номер 47 и также фиолетовую изоляцию. В идеале все провода должны быть целостными и с неповрежденной изоляцией. Если провода оборваны, то их необходимо заменить на новые. Если же повреждена изоляция, то можно попробовать ее заизолировать с помощью изоленты либо термоусадочной ленты. Однако такой вариант подойдет лишь в случае, если повреждения незначительные.

После этого необходимо проверить целостность проводки самого соленоида. Для этого можно переключить мультиметр в режим прозвонки или измерения электрического сопротивления. Далее двумя щупами соответственно подсоединиться к двум выходам проводки соленоида. Значение сопротивления у разных устройств может быть различным, но в любом случае, оно должно отличаться от нуля и от бесконечности. В противном случае имеет место короткое замыкание либо обрыв обмотки соответственно.

Проверка датчика EGR

Функция датчика заключается в том, чтобы фиксировать разницу давлений в одной и другой части клапана, соответственно, он просто передает информацию на ЭБУ о том, в каком положении находится клапан — открыт он или закрыт. В первую очередь необходимо проверить наличие питания на нем.

Переключить мультиметр в режим измерения постоянного напряжения. Один из щупов подсоединить к проводу №3 на датчике, а второй щуп — на «массу». Далее нужно запустить двигатель. Если все нормально, то напряжение между двумя указанными щупами должно быть равно 5 Вольт.

Далее необходимо проверить напряжение на импульсном проводе №1. В состоянии когда двигатель не прогрет (система EGR не работает) напряжение на нем должно быть порядка 0,9 Вольта. Измерить его можно аналогично питающему проводу. Если в наличии есть вакуумный насос, то можно подать на клапан разрежение. Если датчик исправен, и он будет фиксировать данный факт, то выходное напряжение на импульсном проводе будет постепенно увеличиваться. При напряжении приблизительно 10 Вольт клапан должен открыться. Если в процессе выполнения проверки напряжение не меняется или меняется нелинейно, значит, скорее всего, датчик вышел из строя и нужно выполнить его дополнительную диагностику.

Если авто глохнет после непродолжительной работы мотора то можно открутить клапан ЕГР и прислоняя его и снова убирая посмотреть на реакцию двигателя — если сняв клапан с картера поступает много дыма и двигатель начинает работать ровнее система вентиляции или сам клапан неисправны. Тут нужны дополнительные проверки.

Проверка с демонтажом

Лучше всего проверять клапан EGR, когда он снят. Это даст возможность визуально и с помощью приборов оценить его состояние. Первое, что нужно сделать — проверить его работоспособность. По сути клапан представляет собой соленоид (катушку), на который необходимо подать 12 Вольт постоянного тока, как в электроцепи машины.

Обратите внимание, что конструкция клапанов может отличаться, и соответственно, номера контактов, на которые необходимо подавать напряжение, также будут разными, соответственно, универсального решения здесь нет. Например, для автомобиля Volkswagen Golf 4 APE 1,4 на клапане есть три вывода с номерами 2; 4; 6. Напряжение нужно подавать на клеммы с номерами 2 и 6.

Желательно иметь под рукой источник переменного напряжения, поскольку на практике (в машине) управляющее напряжение меняется. Так, в нормальном состоянии клапан начинает открываться при 10 Вольтах. Если убрать 12 Вольт, то он автоматически закроется (шток уйдет внутрь). Вместе с этим имеет смысл проверить электрическое сопротивление датчика (потенциометра). При исправном датчике на открытом клапане сопротивление между контактами 2 и 6 должно равняться около 4 кОм, а между 4 и 6 — 1,7 кОм. В закрытом положении клапана соответствующее сопротивление между контактами 2 и 6 будет равным 1,4 кОм, а между 4 и 6 — 3,2 кОм. У других автомобилей, естественно, значения будут другими, однако логика останется той же.

Вместе с проверкой работоспособности соленоида имеет смысл проверить техническое состояние клапана. Как указывалось выше, на его поверхности со временем накапливается сажа (продукты сгорания топлива), оседающие на его стенках и на штоке. Из-за этого плавность движения клапана и штока может нарушена. Даже если сажи там не очень много, все же в профилактических целях рекомендуется с помощью очистителя почистить его изнутри и снаружи.

Проверка программными средствами

Одним из наиболее полных и удобных методов диагностики системы EGR является использование программных средств, установленных на ноутбук (планшет или другой гаджет). Так, для машин, выпущенных концерном VAG, одной из наиболее популярных программ для диагностики является VCDS или по-русски — «Вася Диагност». Вкратце рассмотрим алгоритм тестирования EGR этим программным обеспечением.

Проверка ЕГР в программе Вася Диагност

Первым делом необходимо подключить ноутбук к электронному блоку управления двигателем и запустить соответствующую программу. Далее необходимо войти в группу под названием «Электроника двигателя» и меню «Настраиваемые группы». Среди прочих в самом низу списка каналов есть два канала с номерами 343 и 344. Первый имеет название «EGR Vacuum Regulator Solenoid Valve; actuation», а второй — «EGR Solenoid Valve; actual value».

На практике это означает, что по данным канала 343 можно судить о том, при каком относительном значении ЭБУ принимает решение о открытии или закрытии клапана системы EGR в теории. А канал 344 показывает, при каких фактических значениях срабатывает клапан. В идеале разница между этими показателями в динамике должна быть минимальной. Соответственно, в случае, если имеет место значительное несовпадение значений в двух указанных каналах — значит, клапан частично вышел из строя. И чем больше разница в соответствующих показаниях — тем более поврежден клапан. Причины этого все те же — загрязненный клапан, не держит мембрана и так далее. Соответственно, при помощи программных средств можно оценить состояние клапана EGR, не демонтируя его с посадочного места на двигателе.

Заключение

Проверка системы EGR не представляет особых сложностей, и под силу даже начинающему автолюбителю. В случае, если клапан по каким-либо причинам вышел из строя, в первую очередь необходимо просканировать память ЭБУ на наличие ошибок. Также желательно демонтировать и почистить его. В случае, если датчик вышел из строя — его не ремонтируют, а меняют на новый.

Также часто спрашивают:

Спрашивайте в комментариях. Ответим обязательно!

EGR в дизельном двигателе: что это такое?

Система рециркуляции отработавших газов ЕГР (англ. Exhaust Gas Recirculation) является решением, которое снижает уровень оксидов азота в отработавших газах бензинового или дизельного двигателя. Данная система применительно к современным ДВС отсутствует только на бензиновых турбомоторах.

Для дизельных двигателей выдвигаются различные требования касательно стандартов токсичности отработавших газов. По этой причине EGR дизельного мотора может быть реализована по различным схемам. Система рециркуляции отработавших газов ЕГР дизельного двигателя может быть:

  • системой высокого давления;
  • ЕГР низкого давления;
  • комбинированной системой EGR;
Рекомендуем также прочитать статью об особенностях эксплуатации дизельного двигателя зимой. Из этой статьи вы узнаете о присадках в дизтопливо, свечах накала, подогреве солярки, а также о профилактических мерах для уверенного запуска дизельного мотора при отрицательных температурах.

Содержание статьи

Для чего нужна система EGR

Главной функцией системы EGR становится частичный возврат отработавших газов назад во впускной коллектор двигателя для дожигания. ЕГР дизельного двигателя позволяет сделать работу моторов подобного типа более мягкой и плавной, бензиновые агрегаты с EGR меньше страдают от детонации. Система рециркуляции отработавших газов способна улучшить эксплуатационные показатели дизельного или бензинового ДВС, понизить расход топлива. Выхлоп мотора с ЕГР становится менее токсичным.

Главной задачей системы EGR является эффективное понижение уровня оксидов азота в выхлопе. Образование оксидов азота в процессе работы мотора вызвано высокой температурой. Рост температуры в камере сгорания ДВС приводит к активному увеличению содержания оксидов азота в топливно-воздушной смеси. Высокая температура в камере сгорания ДВС приводит к тому, что кислород и азот, которые содержатся в подаваемом воздухе, начинают взаимодействовать между собой.

Воздух попадает в разогретую камеру сгорания двигателя, где далее активно образуются окиси азота. Это означает, что кислород, который необходим для полноценного сжигания бензина в агрегатах данного типа начинает замещаться указанными оксидами азота. Рабочая смесь при условии недостатка кислорода сгорает не полностью, в результате чего теряется мощность двигателя, заметно повышается расход топлива, а также возрастает токсичность выхлопных газов ДВС.

Если вернуть часть отработавших газов во впускной коллектор, это позволяет немного снизить температуру сгорания топливно-воздушной смеси. Понижение температуры автоматически уменьшает интенсивность образования оксидов азота.

Попадание части отработавших газов обратно во впуск практически не изменяет требуемого соотношения  базовых компонентов для получения качественной топливно-воздушной смеси, сам двигатель не теряет мощности на различных режимах, а также наблюдается экономия топлива.

Отключение клапана ЕГР

В Европе и других развитых странах к вопросам экологии подходят достаточно строго. На территории СНГ по вопросу ЕГР существует множество споров. Темами обсуждения среди автолюбителей становятся топики касательно того, как «заглушить» ЕГР дизельного или бензинового мотора, нейтрализовать систему рециркуляции отработавших газов, отключить клапан ЕГР дизеля и т.д.

Многие уверены, что система рециркуляции «душит» мотор и ЕГР отнимает мощность, не позволяя цилиндрам двигателя наполняться чистым воздухом в полной мере. К таковым относятся любители тюнинга дизельного мотора. Не менее частой причиной отказа от рециркуляции становится сильное загрязнение впускного коллектора и быстрый выход из строя датчиков системы, а также клапана EGR.

Все элементы системы рециркуляции страдают от нагара в условиях эксплуатации мотора на топливе низкого качества. Ремонт системы требует определенных финансовых затрат. Некоторые водители по этой причине немедленно «глушат» рециркуляцию отработавших газов и не заботятся о целесообразности такого решения.

Рециркуляция отработавших газов: клапан ЕГР

Главным элементом системы рециркуляции отработавших газов выступает клапан EGR. На указанном клапане основана вся система. Именно клапан ЕГР является решением, которое позволяет определенной части отработавших газов попадать обратно во впускной коллектор, где они далее снова перемешиваются с очередной порцией поступившего во впуск воздуха.

Чем больше кислорода оказывается в камере сгорания, тем большей получается температура горения топливно-воздушной смеси. Добавление части отработавших газов в состав смеси означает принудительное уменьшение количества кислорода. Так достигается снижение температуры сгорания рабочей смеси в камере. Меньшее количество кислорода означает менее интенсивное взаимодействие с азотом, что и снижает в итоге количество оксидов азота в выхлопе.

Клапан EGR дизельного или бензинового двигателя работает не одинаково, что зависит от особенностей конкретного типа ДВС. Дизельный двигатель имеет клапан ЕГР, который открывается в режиме холостого  хода, ограничивая вдвое впуск свежей порции воздуха. С увеличением нагрузки на двигатель EGR пропускает меньшее количество отработанных газов во впуск, а в моменты пиковых нагрузок клапан полностью закрыт. Данный клапан закрывается также в режиме прогрева дизельного двигателя. Что касается бензиновых ДВС, клапан EGR закрыт на холостом ходу, а также во время выхода двигателя на максимальный крутящий момент. Если нагрузка на мотор низкая или средняя, тогда клапан обеспечивает всего до 10% впуска воздуха.

Системы рециркуляции работают по принципу замкнутого контура, а сам клапан EGR может управляться:

  • электрическим контроллером;
  • электропневматическим способом;

Для первого решения система опирается на данные, которые поступают от датчика положения в контроллер ДВС. Именно контроллер посылает управляющий сигнал на клапан. Во втором случае регулировка работы клапана ЕГР происходит на основании показаний от датчика давления во впускном коллекторе, датчика массового расхода воздуха и датчика температуры воздуха на впуске.

Встречаются конструкции двигателей, которые подразумевают улучшенное охлаждение отработавших газов в процессе работы системы рециркуляции. Клапан EGR в таких конструкциях интегрируют в систему охлаждения двигателя. Система становится более сложной, но уровень оксидов азота уменьшается еще более эффективно.

По зваерениям производителей, система рециркуляции отработавших газов имеет определенный ряд преимуществ в процессе эксплуатации ДВС. Для моторов на бензине плюсами ЕГР становится меньший перепад давления в области дроссельной заслонки. Сниженная температура горения уменьшает детонацию, позволяя установить ранее зажигание для повышения моментной характеристики двигателя. Дизельный мотор с ЕГР работает мягче и тише в режиме холостого хода, так как меньшее содержание кислорода приводит к понижению давления в момент сгорания топливно-воздушной смеси.

Виды систем рециркуляции отработавших газов дизельного двигателя

EGR высокого давления устанавливается на дизельных моторах, которые соответствуют требованиям Евро 4. Допустимое содержание оксида азота в отработавших газах согласно этим требованиям не должно превышать 0,25 г/км. Система рециркуляции высокого давления частично отводит отработавшие газы из выпускного коллектора турбодизеля, отбирая их перед турбиной. Далее система перенаправляет указанные газы в канал, откуда они попадают во впускной коллектор.

Система имеет следующие элементы в своем устройстве:

  • клапан рециркуляции с электро или пневмоприводом;
  • патрубки для отвода отработавших газов;

Клапан рециркуляции (клапан EGR) перепускает отработавшие газы из системы выпуска во впуск. Пневматический клапан работает благодаря разряжению, которое создается во впускном коллекторе бензиновых ДВС. В дизельных агрегатах такое разрежение создает вакуумный насос. Разряжение, которое воздействует на клапан рециркуляции,  в свою очередь регулируется посредством управляющего электромагнитного клапана.

Процесс рециркуляции отработавших газов становится более или менее интенсивным зависимо от разных режимов работы силового агрегата. Степень интенсивности напрямую зависит от разницы давлений на впуске и выпуске. Давление во впускной системе регулируется посредством дроссельной заслонки. Закрытый дроссель означает, что давление на впуске падает. В этот момент рециркуляции отработавших газов протекает более интенсивно. Большая рециркуляция приводит к уменьшению потока отработавших газов, который направлен в турбокомпрессор. Получается, что в момент активной рециркуляции отработавших газов немного падает давление турбонаддува дизельного ДВС, который оборудован ЕГР подобного типа.

Система ЕГР не активна в режиме холостого хода, в момент полного открытия дросселя, а также во время прогрева двигателя и до выхода мотора на рабочую температуру. Контроль за работой системы рециркуляции осуществляет ЭБУ двигателя. Клапан рециркуляции вступает в работу по сигналу электронного блока управления ДВС, который контролирует положение дроссельной заслонки при помощи потенциометрического датчика.

Дизельные ДВС, которые соответствуют стандарту Евро 5, подразумевают такой  уровень содержания оксида азота в отработавших газах, который не должен превышать показатель 0,18 г/км. Такие моторы имеют систему EGR низкого давления. Особенностью данной системы является то, что отвод отработавших газов происходит за сажевым фильтром дизельного двигателя. Далее газы попадают в радиатор системы рециркуляции для дополнительного охлаждения. Следующим этапом становится пропуск газов через клапан рециркуляции и проникновение во впуск перед турбиной.

Система ЕГР низкого давления обеспечивает следующие преимущества:

  • снижение количества частиц сажи;
  • температура отработавших газов эффективно понижается;
  • существенное снижение уровня содержания оксидов азота в выхлопных газах;

Дополнительным плюсом становится то, что отработавшие газы проходят через турбокомпрессор. Это позволяет данной системе рециркуляции эффективно работать без снижения давления наддува. Получается, двигатель работает без потерь мощности.

Интенсивность рециркуляции реализована посредством ЭБУ двигателя. Контроль осуществляется при помощи следующих элементов:

  • дроссельная заслонка;
  • заслонка рециркуляции;
  • выпускная заслонка;

Все заслонки функционируют благодаря наличию электрического привода. Открытие заслонок на одну или другую величину измеряется потенциометрическими датчиками. Степень уровня открытия заслонки основывается на специальной программе. Данная цифровая схема зашита в ЭБУ, учитывает наполнение цилиндров двигателя, показатель давления турбонаддува и степень интенсивности работы системы ЕГР применительно к различным режимам работы ДВС.

Дизельные моторы стандарта Евро 6, согласно которому содержание оксида азота в выхлопе не должно быть выше 0,08 г/км, получают комбинированную систему рециркуляции. Особенностью такой системы становятся две обособленные магистрали, по которым осуществляется рециркуляция отработавших газов. Одна из магистралей комбинированной системы EGR представляет собой магистраль высокого давления, а другая является магистралью низкого давления.

Комбинированная система работает подобно системе рециркуляции на моторах Евро 5. Дополнительно может осуществляться подача отработавших газов из магистрали высокого давления, которая задействуется на отдельных режимах работы силового агрегата. Главной задачей становится максимально возможное снижение уровня оксидов азота в выхлопе. Стоит отметить, что радиатор охлаждения отработавших газов в комбинированной системе отсутствует применительно к магистрали высокого давления.

Основные причины неисправностей ЕГР

Наиболее частой причиной неисправностей системы EGR является нагар. Интенсивное образование нагара затрагивает гнездо или пластину клапана ЕГР. Нагар образуется в результате эксплуатации ДВС на топливе низкого качества. Система рециркуляции также выходит из строя по причине неисправностей и сбоев в работе системы питания дизельного двигателя, неполного сгорания топливно-воздушной смеси, отклонений в функционировании системы вентиляции картерных газов и т.д. Система ЕГР страдает от нагара в результате механического износа турбокомпрессора, поршней и цилиндров, закоксовки инжекторных форсунок, а также от различных сбоев в работе датчиков, которые передают на ЭБУ сигналы для управления клапаном EGR.

Если клапан ЕГР засорился, тогда он может работать некорректно или заклинить. В первом случае отмечается несвоевременное срабатывание клапана, что заметно в режиме холостого хода и не имеет явных симптомов и последствий для ДВС. Во втором случае клапан EGR может клинить в момент открытия или закрытия. Бензиновые агрегаты с заклинившим клапаном системы рециркуляции работают на холостом ходу крайне неустойчиво, увеличивается расход топлива. Дизельные моторы с неработающим клапаном EGR теряют мощность, работают более грубо и шумно.

Для выявления неисправностей системы рециркуляции отработавших газов необходимо провести визуальный контроль состояния трубопрводов, электрических разъемов датчиков и других систем. Углубленная диагностика подразумевает электронное сканирование и ряд процедур для проверки функциональности приводов и самого клапана EGR.

Необходимо проверить сопротивление, а также наличие управляющих  сигналов. Для этого используется осциллограф и мультиметр. Если сканирование показало, что давление на впуске отличается от нормы, а также имеет место повышенный расход воздуха, тогда возможно заклинивание клапана. Замена клапана EGR параллельно требует тщательной очистки сопутствующих магистралей и разъемов, так как остатки нагара в системе могут привести к повторному возникновению неисправностей системы рециркуляции отработавших газов через небольшой промежуток времени.

Читайте также

Что такое датчик? Различные типы датчиков, приложения

Мы живем в мире датчиков. Вы можете найти различные типы датчиков в наших домах, офисах, автомобилях и т. Д., Которые облегчают нашу жизнь, включая свет, обнаруживая наше присутствие, регулируя температуру в помещении, обнаруживая дым или огонь, готовя нам вкусный кофе, открывая двери гаража. как только наша машина у дверей и много других задач.

Все эти и многие другие задачи автоматизации возможны благодаря датчикам.Прежде чем перейти к деталям того, что такое датчик, каковы различные типы датчиков и области применения этих различных типов датчиков, мы сначала рассмотрим простой пример автоматизированной системы, которая возможна благодаря датчикам ( а также многие другие компоненты).

Применение датчиков в реальном времени

Пример, о котором мы говорим, - это система автопилота в самолетах. Почти все гражданские и военные самолеты имеют функцию автоматического управления полетом или иногда называются автопилотом.

Система автоматического управления полетом состоит из нескольких датчиков для различных задач, таких как контроль скорости, высоты, положения, дверей, препятствий, топлива, маневрирования и многого другого. Компьютер берет данные со всех этих датчиков и обрабатывает их, сравнивая с заранее заданными значениями.

Затем компьютер передает управляющий сигнал различным частям, таким как двигатели, закрылки, рули направления и т. Д., Которые помогают обеспечить плавный полет. Комбинация датчиков, компьютеров и механики позволяет управлять самолетом в режиме автопилота.

Все параметры, то есть датчики (которые передают данные в компьютеры), компьютеры (мозг системы) и механику (выходные данные системы, такие как двигатели и моторы), одинаково важны для построения успешной автоматизированной системы.

Но в этом руководстве мы сконцентрируемся на сенсорной части системы и рассмотрим различные концепции, связанные с сенсорами (например, типы, характеристики, классификация и т. Д.).

Что такое датчик?

Существует множество определений того, что такое датчик, но я хотел бы определить датчик как устройство ввода, которое обеспечивает выход (сигнал) по отношению к определенной физической величине (вход).

Термин «устройство ввода» в определении датчика означает, что он является частью более крупной системы, которая обеспечивает ввод в основную систему управления (например, процессор или микроконтроллер).

Еще одно уникальное определение датчика заключается в следующем: это устройство, которое преобразует сигналы из одной энергетической области в электрическую. Определение сенсора можно понять, если мы рассмотрим пример.

Простейшим примером датчика является LDR или светозависимый резистор.Это устройство, сопротивление которого зависит от интенсивности света, которому оно подвергается. Когда свет, падающий на LDR, больше, его сопротивление становится очень меньше, а когда света меньше, ну, сопротивление LDR становится очень высоким.

Мы можем подключить этот LDR к делителю напряжения (вместе с другим резистором) и проверить падение напряжения на LDR. Это напряжение можно откалибровать по количеству света, падающего на LDR. Следовательно, датчик освещенности.

Теперь, когда мы узнали, что такое датчик, мы продолжим классификацию датчиков.

Классификация датчиков

Существует несколько классификаций датчиков, составленных разными авторами и экспертами. Некоторые из них очень простые, а некоторые очень сложные. Следующая классификация датчиков может уже использоваться специалистом в данной области, но это очень простая классификация датчиков.

В первой классификации датчиков они делятся на активные и пассивные. Активные датчики - это датчики, которым требуется внешний сигнал возбуждения или сигнал мощности.

С другой стороны, пассивные датчики

не требуют внешнего сигнала питания и напрямую генерируют выходной сигнал.

Другой тип классификации основан на средствах обнаружения, используемых в датчике. Некоторые из средств обнаружения: электрические, биологические, химические, радиоактивные и т. Д.

Следующая классификация основана на явлении преобразования, то есть на входе и выходе. Некоторые из распространенных явлений преобразования: фотоэлектрические, термоэлектрические, электрохимические, электромагнитные, термооптические и т. Д.

Окончательная классификация датчиков - аналоговые и цифровые датчики. Аналоговые датчики выдают аналоговый выходной сигнал, т.е. непрерывный выходной сигнал в зависимости от измеряемой величины.

Цифровые датчики

, в отличие от аналоговых датчиков, работают с дискретными или цифровыми данными. Данные в цифровых датчиках, которые используются для преобразования и передачи, имеют цифровой характер.

Различные типы датчиков

Ниже приводится список различных типов датчиков, которые обычно используются в различных приложениях.Все эти датчики используются для измерения одного из физических свойств, таких как температура, сопротивление, емкость, проводимость, теплопередача и т. Д.

  • Датчик температуры
  • Датчик приближения
  • Акселерометр
  • ИК-датчик (инфракрасный датчик)
  • Датчик давления
  • Датчик освещенности
  • Ультразвуковой датчик
  • Датчик дыма, газа и алкоголя
  • Датчик касания
  • Датчик цвета
  • Датчик влажности
  • Датчик наклона
  • Датчик расхода и уровня

Мы вкратце рассмотрим некоторые из вышеупомянутых датчиков.Дополнительная информация о датчиках будет добавлена ​​позже. Список проектов, использующих вышеуказанные датчики, приведен в конце страницы.

Датчик температуры

Одним из самых распространенных и популярных датчиков является датчик температуры. Датчик температуры, как следует из названия, определяет температуру, то есть измеряет изменения температуры.

В датчике температуры изменения температуры соответствуют изменению его физических свойств, таких как сопротивление или напряжение.

Существуют различные типы датчиков температуры, такие как микросхемы датчиков температуры (например, LM35), термисторы, термопары, RTD (резистивные датчики температуры) и т. Д.

Датчики температуры

используются везде, например, в компьютерах, мобильных телефонах, автомобилях, системах кондиционирования воздуха, в промышленности и т. Д.

В этом проекте реализован простой проект с использованием LM35 (датчик температуры по шкале Цельсия): СИСТЕМА КОНТРОЛЯ ТЕМПЕРАТУРЫ .

Датчики приближения

Датчик приближения - это датчик бесконтактного типа, который определяет присутствие объекта.Датчики приближения могут быть реализованы с использованием различных методов, таких как оптические (например, инфракрасные или лазерные), ультразвуковые, на эффекте Холла, емкостные и т. Д.

Некоторые из применений датчиков приближения: мобильные телефоны, автомобили (датчики парковки), промышленность (выравнивание объектов), определение расстояния до земли в самолетах и ​​т. Д.

В этом проекте реализован датчик приближения

при парковке задним ходом: ЦЕПЬ ДАТЧИКА ОБРАТНОЙ ПАРКОВКИ .

Инфракрасный датчик (ИК-датчик)
Инфракрасные датчики

или инфракрасный датчик - это датчик на основе света, который используется в различных приложениях, таких как обнаружение приближения и обнаружение объектов.ИК-датчики используются в качестве датчиков приближения почти во всех мобильных телефонах.

Существует два типа инфракрасных или инфракрасных датчиков: пропускающий и отражающий. В ИК-датчике пропускающего типа ИК-передатчик (обычно ИК-светодиод) и ИК-детектор (обычно фотодиод) расположены лицом друг к другу, так что, когда объект проходит между ними, датчик обнаруживает объект.

Другой тип ИК-датчика - ИК-датчик отражающего типа. При этом передатчик и детектор располагаются рядом друг с другом лицом к объекту.Когда объект приближается к датчику, датчик обнаруживает объект.

Различные области применения, в которых используется ИК-датчик: мобильные телефоны, роботы, промышленная сборка, автомобили и т. Д.

Небольшой проект, в котором ИК-датчики используются для включения уличных фонарей: УЛИЧНЫЕ ФОНАРИИ ИСПОЛЬЗУЮЩИЕ ИК-ДАТЧИКИ .

Ультразвуковой датчик

Ультразвуковой датчик - это устройство бесконтактного типа, которое можно использовать для измерения расстояния, а также скорости объекта.Ультразвуковой датчик работает на основе свойств звуковых волн с частотой выше, чем у человеческого слышимого диапазона.

Используя время распространения звуковой волны, ультразвуковой датчик может измерить расстояние до объекта (аналогично SONAR). Свойство звуковой волны Доплеровский сдвиг используется для измерения скорости объекта.

Дальномер на базе Arduino - это простой проект, использующий ультразвуковой датчик: ПОРТАТИВНЫЙ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ДИАМЕТР .

Ниже приводится небольшой список проектов, основанных на нескольких из вышеупомянутых датчиков.

Датчик освещенности - СВЕТИЛЬНИК, ИСПОЛЬЗУЮЩИЙ LDR

Датчик дыма - ЦЕПЬ СИГНАЛИЗАЦИИ ДЫМОВОГО ДЕТЕКТОРА

Датчик алкоголя - КАК ЗАКЛЮЧИТЬ КОНТРОЛЬ ДЫХАТЕЛЬНОГО АЛКОГОЛЯ?

Датчик касания - ЦЕПЬ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЯ СЕНСОРНОГО ДИММЕРА, ИСПОЛЬЗУЯ ARDUINO

Датчик цвета - ДЕТЕКТОР ЦВЕТА НА ОСНОВЕ ARDUINO

Датчик влажности

- ДАТЧИК ВЛАЖНОСТИ DHT11 НА ARDUINO

Датчик наклона - КАК СДЕЛАТЬ ДАТЧИК НАКЛОНА С ARDUINO?

В этой статье мы узнали о том, что такое датчик, какова классификация датчиков и различные типы датчиков, а также их практическое применение.

.

Что такое датчик? Различные типы датчиков с приложениями

Различные типы датчиков с приложениями

Введение в датчики

В мире полно датчиков. В своей повседневной жизни мы сталкиваемся с автоматизацией во всех сферах деятельности. Автоматизация включает в себя включение света и вентиляторов с помощью мобильных телефонов, управление телевизором с помощью мобильных приложений, регулировку температуры в помещении, датчики дыма и т. Д. Все это осуществляется с помощью датчиков.В наши дни любой продукт на базе встроенной системы имеет встроенные датчики.

Существует множество приложений, таких как камера видеонаблюдения с мобильным управлением, приложения для мониторинга и прогнозирования погоды и т. Д. Датчики играют очень важную роль в мониторинге и обнаружении в сфере здравоохранения. Поэтому, прежде чем создавать датчик, использующий приложение, мы должны понять, что именно делает датчик и сколько типов датчиков доступно.

Что такое датчик?

Датчик определяется как устройство или модуль, который помогает обнаруживать любые изменения физических величин, таких как давление, сила или электрическая величина, такая как ток или любая другая форма энергии .После наблюдения за изменениями датчик отправляет обнаруженный ввод на микроконтроллер или микропроцессор.

Наконец, датчик выдает читаемый выходной сигнал, который может быть оптическим, электрическим или любым другим сигналом, который соответствует изменению входного сигнала. В любой системе измерения датчики играют главную роль. Фактически, датчики - это первый элемент в блок-схеме системы измерения, который вступает в прямой контакт с переменными для получения достоверных выходных данных. Теперь вы знаете Что на самом деле означает датчик ? дайте нам знать о некоторых его типах и их применениях, как показано ниже.

Классификация датчиков

  1. Активные и пассивные датчики
  2. Аналоговые и цифровые датчики
Активные датчики:

Активные датчики - это типы датчиков, которые выдают выходной сигнал с помощью внешнего источника возбуждения. Собственные физические свойства датчика меняются в зависимости от приложенного внешнего воздействия. Поэтому их еще называют самогенерирующимися датчиками.

Примеры: LVDT и тензодатчик.

Пассивные датчики:

Пассивные датчики - это тип датчиков, которые выдают выходной сигнал без помощи внешнего источника возбуждения. Им не нужны дополнительные стимулы или напряжение.

Пример: термопара, которая генерирует значение напряжения, соответствующее приложенному теплу. Не требует внешнего источника питания.

Аналоговые и цифровые датчики

Различные типы цифровых и аналоговых датчиков перечислены ниже один за другим в зависимости от их применения.

Различные типы датчиков

Существуют различные типы датчиков, используемых для измерения физических свойств, таких как сердцебиение и пульс, скорость, теплопередача, температура и т. Д. Типы датчиков перечислены ниже, и мы обсудим обычные типы один за другим подробно с использованием и приложениями.

Щелкните изображение, чтобы увеличить

Типы датчиков
Аналоговые датчики

Датчик, вырабатывающий непрерывный сигнал по времени с аналоговым выходом, называется аналоговыми датчиками.Генерируемый аналоговый выход пропорционален измеренному или входному сигналу, подаваемому в систему. Как правило, на выходе создается аналоговое напряжение в диапазоне от 0 до 5 В или ток. Различные физические параметры, такие как температура, напряжение, давление, смещение и т. Д., Являются примерами непрерывных сигналов.

Примеры: акселерометры, датчики скорости, датчики давления, световые датчики, датчики температуры.

ИК-датчик (инфракрасный датчик)

Когда мы смотрим на электромагнитный спектр, инфракрасная область делится на три области: ближняя инфракрасная, средняя инфракрасная и дальняя инфракрасная области.Инфракрасный спектр имеет более высокий частотный диапазон, чем микроволновый, и меньшую частоту, чем видимый свет. Инфракрасный датчик используется для испускания и обнаружения ИК-излучения. По этому принципу ИК-датчик может использоваться как детектор препятствий. Есть два типа ИК-датчиков: активные и пассивные ИК-датчики.

Пассивный ИК-датчик: Когда датчик не использует какой-либо ИК-источник для обнаружения энергии, излучаемой препятствиями, он действует как пассивный ИК-датчик. Такие примеры, как термопара, пироэлектрический детектор и болометры, относятся к пассивным датчикам.

Активный ИК-датчик: Когда есть два компонента, которые действуют как ИК-источник и ИК-детектор, он называется активным датчиком. Светодиод или лазерный диод действуют как источник ИК-излучения. Фотодиод или фототранзисторы действуют как ИК-детектор.

Связанное сообщение: PIR - Инфракрасный датчик движения Принципиальная схема, работа и применение

Датчики температуры и термопары

Как уже говорилось, аналоговый датчик выдает сигналы, которые постоянно меняются во времени.Выходное значение датчика будет очень маленьким в диапазоне микровольт или милливольт. По этой причине для усиления требуются схемы формирования сигнала. Аналогово-цифровые (АЦП) преобразователи используются для преобразования полученного аналогового сигнала в цифровое значение.

Датчик температуры определяет температуру и измеряет ее изменения. Другими типами датчиков температуры являются термопары, термисторы, резистивные датчики температуры (RTD) и микросхемы датчиков температуры (LM35) и т. Д.

Датчик приближения

Датчик приближения - это тип бесконтактного датчика, который используется для обнаружения объектов. Он не имеет физического контакта с объектом. Объект, расстояние до которого необходимо измерить, называется целью. В датчике приближения используется инфракрасный свет или электромагнитное излучение. Существуют различные типы датчиков приближения, такие как индуктивные, емкостные, ультразвуковые и т. Д. Приложения: обнаружение объектов для измерения скорости, идентификация вращения, обнаружение материала, датчик парковки заднего хода, подсчет объектов.

Ультразвуковой датчик

Ультразвуковые датчики используются для измерения расстояния или времени прохождения с помощью ультразвуковых волн. Источник будет использоваться для излучения ультразвуковой волны. После того, как волна попадает в цель, волны отражаются, и детектор собирает сигнал. Время прохождения между прошедшей волной и отраженной волной измеряется с помощью ультразвукового датчика. В оптических датчиках используются два разных элемента - передатчик и приемник. В то время как ультразвуковой датчик использует один элемент для передачи и приема.

Акселерометры и датчик гироскопа

Акселерометр - это тип датчика, который используется для обнаружения изменений положения, скорости и вибрации путем определения движения. Он может быть аналогового или цифрового типа. В аналоговом акселерометре, в зависимости от величины ускорения, приложенного к акселерометру, вырабатывается непрерывный аналоговый сигнал напряжения.

Датчик гироскопа для определения и определения ориентации с помощью силы тяжести Земли i.е. он измеряет угловую скорость. Основное различие между акселерометрами и датчиками гироскопа заключается в том, что гироскоп может определять вращение, а акселерометр - нет. Другими словами, гироскоп измеряет любое вращение и не подвержен влиянию ускорения, а акселерометр не может отличить вращение от ускорения и не может работать, когда находится в центре вращения.

Датчик давления

Датчик давления работает по приложению входного напряжения и значения давления.Он выдает аналоговое выходное напряжение.

Датчик Холла

Датчик, работающий по принципу магнитного эффекта, называется датчиком Холла. Магнитное поле является входом, а электрический сигнал - выходом. Для активации датчика Холла применяется внешнее магнитное поле. Все магниты имеют две важные характеристики, а именно: плотность потока и полярность. Плотность магнитного потока всегда присутствует вокруг объекта. Следовательно, выходной сигнал датчика Холла будет функцией плотности потока.

Приложения: Одно из основных применений магнитных датчиков - в автомобильных системах для определения положения, расстояния и скорости. Например, угловое положение коленчатого вала для угла зажигания свечей зажигания, положение автомобильных сидений и ремней безопасности для управления подушками безопасности или определение скорости вращения колес для антиблокировочной тормозной системы (ABS). Датчики на эффекте Холла используются для определения положения GPS, определения скорости и управления двигателем.

Датчик веса

Датчик веса используется для измерения веса.Вход - сила или давление, выход - значение электрического напряжения. Датчик веса измеряет вес объекта косвенным методом. Существует несколько типов весоизмерительных ячеек, а именно: балочные весоизмерительные ячейки, одноточечные весоизмерительные ячейки и датчики сжатия.

Весоизмерительный датчик с балкой: Используется в промышленных приложениях , таких как машины, взвешивание резервуаров, медицинское оборудование

Тензодатчик с одной точкой: Они используются для низких приложений измерения веса таких как сборщики мусора и оборудование

Датчик давления сжатия: Используется для приложений измерения большого веса , таких как медицинское устройство, для управления насосом.

Применение аналоговых датчиков

Для обнаружения скрытых следов, неоднородностей в металлах, композитах, пластмассах, керамике, а также для определения уровня воды.

Цифровые датчики

Когда данные преобразуются и передаются в цифровом виде, они называются цифровыми датчиками. Цифровые датчики - это те, которые выдают дискретные выходные сигналы. Дискретные сигналы не будут непрерывными во времени и могут быть представлены в «битах» для последовательной передачи и в «байтах» для параллельной передачи.Величина измерения будет представлена ​​в цифровом формате. Цифровой выход может быть в виде логической 1 или логического 0 (ВКЛ или ВЫКЛ). Цифровой датчик состоит из датчика, кабеля и передатчика. Измеренный сигнал преобразуется в цифровой сигнал внутри самого датчика без каких-либо внешних компонентов. Кабель используется для передачи на большие расстояния.

Датчик освещенности

Цифровой светодиод или оптический детектор, используемый для создания цифрового сигнала для измерения скорости вращения вала.К вращающемуся валу прикреплен диск. Вращающийся вал имеет по окружности прозрачные прорези. Когда вал вращается с определенной скоростью, вместе с ним вращается и диск. Датчик проходит через каждую прорезь на валу, что создает выходной импульс в виде логической 1 или логического 0. Выходные данные отображаются на ЖК-дисплее после прохождения через счетчик / регистр.

Цифровой акселерометр

Цифровой акселерометр генерирует выходной сигнал прямоугольной формы переменной частоты. Метод получения прямоугольной волны - широтно-импульсная модуляция (ШИМ).На выходе из сигнала ШИМ ширина импульса прямо пропорциональна значению ускорения.

Другие типы цифровых датчиков: цифровой датчик температуры, энкодеры и т. Д.

Применение цифровых датчиков
  1. Обнаружение утечек в газовых трубах и кабелях с помощью датчика давления
  2. Контроль давления в шинах
  3. Контроль воздушного потока
  4. Уровень измерения
  5. Ингаляторы (медицинское устройство)

Применение датчиков в реальном времени

Применение ИК-датчика:

Радиационные термометры: Работает благодаря наличию ИК-датчика.Температура объекта измеряется с помощью радиационных термометров.

Устройства ИК-изображения: ИК-датчики используются для отображения объектов. Они используются в тепловизионных камерах, которые используются как неинвазивный метод визуализации.

ИК-пульт для ТВ: В наши дни ИК-пульты для ТВ используются дома и в кинотеатрах. Они используют инфракрасный свет в качестве источника для общения. Пульт от ТВ состоит из кнопок и печатной платы. Печатная плата состоит из электрической цепи, которая используется для считывания или обнаружения нажатой кнопки.Как только кнопка нажата, сигнал передается в форме кода Морзе. Транзисторы используются для усиления сигнала. Наконец, он достигает ИК-светодиода. Конец печатной платы будет подключен к ИК-светодиоду. Датчик размещается на приемном конце телевизора. ИК-светодиод излучает ИК-свет, и датчик его распознает.

Внутри автомобиля - приложения датчика рулевого управления: В автомобиле датчики рулевого управления очень важны. Они измеряют угол поворота рулевого колеса и помогают в навигации.Эти датчики играют роль в системе электронного рулевого управления и рулевого управления с электроусилителем.

Внутри смартфона - Сенсорные приложения: В современном мире смартфон есть у каждого человека. Мобильные технологии содержат множество датчиков и средств автоматизации. Различные типы датчиков, такие как отпечаток пальца, магнитометр, гироскоп, акселерометр, барометр, термометр, датчик приближения, монитор сердечного ритма, датчики света и многие другие.

Об авторе: Видья.M
- Бакалавр технологий (B.Tech) в области электроники и приборостроения, 2011 г. - Магистр технологий (M.Tech) в области биомедицинской инженерии, 2014 г. - В настоящее время работает доцентом, Департамент КИПиА, Индия

Вы также можете прочитать:

.

Все о датчиках приближения: какой тип использовать?

Индуктивный, емкостный, ультразвуковой, ИК? Это распространенные типы датчиков приближения, которые сегодня используются в различных приложениях, от датчиков приближения Andriod и iPhone до измерения расстояния и обнаружения объектов с помощью Arduino. Следовательно, выбор легко подключаемого, точного и надежного устройства очень важен для выполнения ваших предполагаемых целей.

В этом руководстве я расскажу о различных типах датчиков приближения, их использовании и цене с рекомендациями, чтобы облегчить ваше решение!

Это руководство будет охватывать следующие компоненты:

  • Что такое датчики приближения?
  • Типы датчиков приближения
  • Как выбрать датчик приближения
  • Достойные упоминания
  • Сравнение датчиков приближения (Резюме)

Датчики приближения - это датчики, которые обнаруживают движение / присутствие объектов без физического контакта и передают полученную информацию в электрический сигнал.Его также можно определить как бесконтактный переключатель, определение, данное японскими промышленными стандартами (JIS) для всех бесконтактных датчиков обнаружения

.
  • Звуки сложные? Датчик приближения просто означает; Датчик, который обнаруживает, улавливает и передает информацию без физического контакта!

Характеристики датчика приближения

Чтобы лучше понять, что такое датчик приближения, мы рассмотрим его особенности. Ниже приведены его особенности, некоторые из которых уникальны по сравнению с традиционными оптическими / контактными датчиками:

Бесконтактное зондирование

Бесконтактный датчик приближения позволяет обнаруживать объект, не касаясь его, обеспечивая хорошее состояние объекта

Не зависит от состояния поверхности

Датчики приближения почти не зависят от цвета поверхности объектов, поскольку они в основном обнаруживают физические изменения

Пригодность для широкого спектра применений

Датчики приближения подходят для влажных условий и использования в широком диапазоне температур, в отличие от традиционных оптических датчиков.

Датчики приближения

также применимы в телефонах, будь то ваши устройства Andriod или IOS. Он состоит из простой ИК-технологии, которая включает и выключает дисплей в соответствии с вашим использованием. Например, он отключает ваш дисплей, когда идет телефонный звонок, чтобы вы случайно не активировали что-то, поднося его к щекам!

Увеличенный срок службы

Поскольку датчик приближения использует полупроводниковые выходы, нет движущихся частей, зависящих от рабочего цикла.Таким образом, его срок службы увеличивается по сравнению с традиционными датчиками!

Высокая скорость отклика

По сравнению с переключателями, для которых требуется контакт, датчики приближения обеспечивают более высокую скорость отклика.

Теперь, когда мы поняли, что такое датчики приближения, мы подробнее рассмотрим различные типы; каждый хорошо подходит для своих конкретных приложений и сред.

Готовы? Вот краткое изложение различных типов датчиков приближения!

Индуктивные датчики приближения

Индуктивные датчики приближения - это бесконтактные датчики, используемые только для обнаружения металлических предметов.Он основан на законе индукции, приводящем в движение катушку с осциллятором, когда к ней приближается металлический объект.

Он имеет две версии и состоит из 4 основных компонентов:

Версии:

  • Неэкранированный: электромагнитное поле, создаваемое катушкой, не ограничено, что позволяет увеличивать и увеличивать расстояние срабатывания
  • Экранированное: генерируемое электромагнитное поле сосредоточено спереди, где стороны катушки датчика закрыты

Компоненты:

  • Он состоит из 4 основных компонентов, как показано на рисунке; Катушка, генератор, триггер Шмитта и схема переключения выхода

Как работает индуктивный датчик приближения?

  1. Переменный ток подается на катушку, создавая электромагнитное поле обнаружения
  2. Когда металлический объект приближается к магнитному полю, нарастают вихревые токи, что приводит к изменению индуктивности катушки
  3. При изменении индуктивности катушки цепь который постоянно отслеживается, активирует выходной переключатель датчика

* Примечание: даже если цель отсутствует, индуктивные датчики продолжают колебаться.Переключатель срабатывает только при наличии объекта.

Общие приложения:

  • Промышленное использование
    • Машины для автоматизации производства, которые подсчитывают продукцию, передачу продукции
  • Системы безопасности
    • Обнаружение металлических предметов, оружия, мин и т. Д.

Преимущества индуктивных датчиков приближения

  • Бесконтактное обнаружение
  • Адаптивность к окружающей среде; устойчивость к обычным условиям, наблюдаемым в промышленных областях, таких как пыль и грязь
  • Способность и универсальность в обнаружении металлов
  • Достаточно дешево по цене
  • Отсутствие движущихся частей, что обеспечивает более длительный срок службы

Недостатки индуктивных датчиков приближения

  • Отсутствие дальности обнаружения, в среднем макс. Дальность до 80 мм.
  • Может обнаруживать только металлические предметы.
  • На производительность могут влиять внешние условия; экстремальные температуры,
    СОЖ или химикаты

Индуктивные датчики, предлагаемые в Seeed

Grove - 2-канальный индуктивный датчик (LDC1612)

Здесь, в Seeed, мы предлагаем этот индуктивный датчик, который позволяет реализовать преимущества индуктивного измерения в производительности и надежности с минимальными затратами и потреблением энергии.

Выходя за рамки простого измерения приближения, его Arduino совместим с возможностями приложений дистанционного зондирования и многими другими возможностями!

Хотите узнать больше? Вы можете перейти на страницу нашего продукта, чтобы узнать больше!


Емкостные датчики приближения

Изображение предоставлено: Automation Insights

Емкостные датчики приближения - это бесконтактные датчики, которые обнаруживают как металлические, так и неметаллические объекты, включая жидкости, порошки и гранулы.Он работает, обнаруживая изменение емкости.

Как и индуктивные датчики, он состоит из генератора, триггера Шмитта и схемы переключения выходов. Единственное отличие состоит в том, что он состоит из 2 зарядных пластин (1 внутренняя, 1 внешняя) для емкостного заряда:

  • Внутренняя пластина, подключенная к генератору
  • Внешняя пластина (электроды датчика), используемая в качестве чувствительной поверхности

Как работают емкостные датчики приближения?

  1. Емкостный датчик приближения создает электростатическое поле
  2. Когда объект (проводящий / непроводящий) приближается к чувствительной области, емкость обеих пластин увеличивается, что приводит к усилению амплитуды генератора
  3. Результирующее усиление амплитуды запускает выходной переключатель датчика

* Примечание: емкостные датчики колеблются только при наличии целевого объекта

Общие приложения:

  • Промышленное использование
    • Машины для автоматизации производства, которые подсчитывают продукты, передачи продуктов
    • Процессы розлива, трубопроводы, чернила и т. Д.
    • Уровень, состав и давление жидкости
  • Контроль влажности
  • Неинвазивное обнаружение содержимого
  • Сенсорные приложения

Преимущества емкостных датчиков приближения

  • Бесконтактное обнаружение
  • Обнаружение широкого спектра материалов
  • Широкий диапазон чувствительности позволяет обнаруживать объекты сквозь неметаллические стены
  • Хорошо подходит для использования в промышленных условиях
  • Содержит потенциометр, позволяющий пользователям для регулировки чувствительности датчика таким образом, чтобы обнаруживались только нужные объекты
  • Отсутствие движущихся частей, что обеспечивает более длительный срок службы

Недостатки емкостных датчиков приближения

  • Относительно низкий диапазон, но с постепенным увеличением от индукционных датчиков
  • Более высокая цена по сравнению с индуктивными датчиками

Емкостные датчики, предлагаемые в Seeed

Grove - емкостный датчик влажности (устойчивый к коррозии)

Поскольку мы теперь поняли, что емкостные датчики приближения могут контролировать влажность, нам, конечно же, понадобится датчик для его применения!

Именно здесь в игру вступает Grove - емкостный датчик влажности (устойчивый к коррозии).Это датчик влажности почвы, основанный на изменении емкости. По сравнению с резистивными датчиками, он не только устойчив к коррозии, но и предлагает широкий спектр применения!

Хотите узнать больше? Перейдите на страницу нашего продукта здесь!

Grove - 12-клавишный емкостный датчик касания I2C V2 (MPR121)

Нужен модуль, который не только емкостный датчик приближения? Мы получили именно это!

The Grove - 12-клавишный емкостный датчик касания I2C V2 (MPR121) - это модуль 3-в-1 со следующими функциями: определение емкости, датчик касания и датчик приближения.

Чтобы узнать больше о нем, перейдите на страницу нашего продукта здесь!


Ультразвуковые датчики приближения

Ультразвуковой датчик расстояния

Третий в этом списке - ультразвуковые датчики приближения, обнаруживающие присутствие объектов посредством излучения высокочастотного ультразвукового диапазона. Это происходит за счет преобразования электрической энергии. Подобно емкостным датчикам, он может обнаруживать твердые, жидкие, гранулированные или гранулированные объекты.

Пожалуй, самый простой из всех, он состоит только из ультразвукового передатчика и ультразвукового приемника.

Как работает ультразвуковой датчик приближения?

  1. Звуковой преобразователь излучает звуковые волны
  2. Звуковые волны отражаются от объекта
  3. Отразившаяся волна возвращается на датчик
  4. Время, затраченное на излучение и прием звуковых волн, затем используется для определения расстояния / близости

Общие приложения

  • Измерение расстояния
  • Анемометры для определения скорости и направления ветра
  • Автоматизация производственных процессов
  • Обнаружение жидкостей
  • Беспилотные летательные аппараты (БПЛА) для мониторинга объектов
  • Робототехника

Преимущества ультразвуковых датчиков приближения

  • Бесконтактное обнаружение
  • Не зависит от цвета и прозрачности объекта
  • Не зависит от внешних условий окружающей среды, надежное решение
    • Хорошо работает в местах с экстремальными условиями
    • Можно использовать в темноте
  • Низкое потребление тока

Недостатки ультразвукового датчика приближения

  • Ограниченная дальность обнаружения, хотя и более высокая по сравнению с индуктивными и емкостными датчиками
  • Не работает в вакууме, так как ультразвуковые датчики работают с помощью звуковых волн
  • Невозможно измерить расстояние до мягких объектов или объектов с экстремальной текстурой

Ультразвуковые датчики, предлагаемые в Seeed

Grove - Ультразвуковой датчик: Улучшенная версия HC-SR04

Сделанный со значительными преимуществами по сравнению с традиционным ультразвуковым датчиком HC-SR04, Grove - Ultrasonic Sensor является идеальным ультразвуковым модулем не только для определения приближения, но и для измерения расстояния и ультразвукового датчика.также!

Хотите узнать больше? Вы можете ознакомиться со следующими ресурсами:


ИК датчик приближения

IR, сокращенно от «инфракрасный», обнаруживает присутствие объекта, испуская луч инфракрасного света. Он работает так же, как ультразвуковые датчики, но вместо использования звуковых волн передается ИК.

Инфракрасные датчики приближения состоят из излучающего ИК-светодиода и светового датчика для обнаружения отражения. Он имеет встроенную схему обработки сигнала, которая определяет оптическое пятно на PSD.

Как работают ИК-датчики приближения?

  1. Инфракрасный свет излучается ИК-светодиодным излучателем
  2. Луч света попадает на объект и отражается обратно под углом
  3. Отраженный свет достигает светового детектора
  4. Датчик в световом детекторе определяет положение / расстояние отражающего объекта

Общие приложения

  • Измерение расстояний
  • Счетчик предметов; когда объект отсекает излучаемый свет, он считается за один
  • Системы безопасности, такие как наблюдение, охранная сигнализация и т. д.
  • Приложения для мониторинга и управления

Преимущества инфракрасных датчиков приближения

  • Бесконтактное обнаружение
  • Применимо для использования в дневное и ночное время
  • Защищенная связь через линию прямой видимости
  • В отличие от ультразвуковых датчиков приближения способна измерять расстояние до мягких объектов
  • Точность инфракрасного датчика не подвержена коррозии или окислению

Недостатки ИК-датчиков приближения

  • Под влиянием условий окружающей среды и твердых предметов, что подразумевает невозможность использования через стены или двери
  • Требуется прямая видимость между передатчиком и приемником для связи
  • Производительность падает на больших расстояниях

Инфракрасный датчик приближения, предлагаемый в Seeed

Grove - Инфракрасный датчик приближения 80 см

Этот ИК-датчик приближения, созданный на основе SHARP GP2Y0A21, является популярным выбором, который я рекомендую всем, кто ищет более точное измерение расстояния, чем ваши альтернативы.

Упакованный в небольшой корпус с низким энергопотреблением, этот ИК-датчик приближения позволяет непрерывно считывать расстояние в диапазоне от 10 см до 80 см!

Хотите узнать больше? Вы можете ознакомиться со следующими ресурсами:


Как выбрать подходящий датчик приближения

Теперь, чтобы помочь вам выбрать подходящий из четырех, я предоставил критерии, которые вы должны учитывать при выборе датчика приближения.

Однако, как всегда, вам нужно сначала принять во внимание предполагаемую цель; В первую очередь, для чего вы пытаетесь это использовать.

Датчик приближения Crieria Как выбрать Пригодность датчика
Требования к объекту Посмотрите на объект, на котором вы планируете использовать датчик приближения на
. Учитывайте следующие факторы:
Цвет объекта
Форма объекта
Материал объекта
Наиболее подходит для сложных объектов:
ИК-датчик приближения

Не подходит для сложных объектов:
Ультразвуковой датчик приближения

Среда зондирования Взгляните на среду, в которой вы собираетесь ощущать свой объект на
. Учитывайте следующие факторы:
Чистота
Температура
Влажность
Подходит для суровых условий:
Емкостный (наиболее подходящий)
Индуктивный
Ультразвуковой

Не подходит для суровых условий:
ИК-датчик приближения

Диапазон / расстояние срабатывания Посмотрите, будет ли ваш объект размещен близко к лицевой стороне датчика
Примите во внимание следующие факторы:
Расстояние между размещенным объектом и датчиком (далеко или близко)
Подходит для обнаружения на близком расстоянии:
Индуктивные и емкостные датчики приближения

Подходит для обнаружения на большом расстоянии:
Ультразвуковые и инфракрасные датчики приближения

Еще один фактор, на который стоит обратить внимание, - это электрическая система, с которой вы интегрируете датчик приближения.Будь то электрическая нагрузка (NPN / PNP) или напряжение питания (AC / DC), датчик должен работать с системой управления, которую вы используете.


Почетные грамоты

Теперь, когда я рассмотрел критерии для рассмотрения датчика приближения, вот список некоторых почетных упоминаний, на которые все же стоит обратить внимание!

Фотоэлектрический датчик приближения

Фотоэлектрические датчики приближения - это датчики, в которых используется высококачественная фотоэлектрическая технология, они излучают световой луч, способный обнаруживать любые объекты!

Имеется 3 следующие модели; Отражение, пересечение луча и светоотражение.Каждая модель предлагает различные методы излучения света, хотя все они очень эффективны, когда дело касается обнаружения на расстоянии.

Если вас интересует такая технология определения приближения, вы можете проверить этот датчик, который объединяет его в небольшой корпус:

PSK-CM8JL65-CC5 Инфракрасный датчик расстояния
.

Что такое датчик и для чего он нужен?

  • Продукты
  • Приложения
  • Поддержка
  • О нас
  • Карьера
  • Обучение

EN

Бразилия английский французкий язык Немецкий Итальянский русский словенский испанский
  • Настройки счета
  • Мои заказы
  • Выход
Результаты не найдены.
    Все результаты
    • Обзор
    • Системы сбора данных
      • СИРИУС®
      • SIRIUS® XHS
      • SBOX
      • R1DB / R2DB
      • R3
      • R4
      • R8
      • МИНИТАВРЫ
      • DEWE-43A
      • SIRIUS® MINI
    • Надежные системы сбора данных
      • SIRIUS® Водонепроницаемый
      • SBOX Водонепроницаемый
      • КРИПТОН
      • KRYPTON CPU
    • Системы сбора данных и управления
      • R8rt
      • ИОЛИТ
      • ИОЛИТ LX
      • ИОЛИТ
    • Интерфейсы передачи данных, датчики и исполнительные механизмы
      • CAN / CAN FD интерфейсы
      • Устройства GPS и IMU
      • Аэрокосмические интерфейсы
      • Видеокамеры
      • Токовые клещи и преобразователи
      • Акселерометры и датчики угла
      • Вибрационные шейкеры
    • Программное обеспечение DAQ
      • DewesoftX
      • Разработчик
      • Историк
    • Аксессуары
      • Адаптеры DSI
      • Аксессуары EtherCAT
      • Аккумуляторы
      • Дисплеи
      • Монтажные пластины
    • Сервисы
      • Услуги по калибровке приборов
      • Акустическая калибровка
    • Обзор
    • Запись данных
    .

    Что такое интеллектуальный датчик и его приложения

    Введение

    Интеллектуальный датчик , также называемый «интеллектуальным датчиком », как инструмент для доступа человека к информации, датчики являются важной частью современных информационных технологий. В традиционном понимании выход датчика - это в основном аналоговый сигнал. У него нет функции обработки сигналов и сети. Его необходимо подключить к определенному измерительному прибору для выполнения функции обработки и передачи сигнала.

    Давайте сначала посмотрим видео. Речь идет об интеллектуальной сенсорной технологии LG:

    Интеллектуальная сенсорная технология LG

    Интеллектуальные датчики

    могут обрабатывать необработанные данные внутри и обмениваться данными с внешним миром через стандартные интерфейсы, а также изменять работу датчиков с помощью программного управления в соответствии с фактическими потребностями для достижения интеллектуализации и создания сетей. Благодаря использованию стандартного шинного интерфейса интеллектуальный датчик обладает хорошей открытостью и расширяемостью, что дало большие возможности для развития системы. Итак, w Что такое интеллектуальный датчик?

    Артикул Core Что такое интеллектуальный датчик и его применение Пупорс Подробное описание интеллектуального датчика
    Английское имя Интеллектуальный датчик Категория Датчик
    Приложение химическая, Ньюоркская, медицинская и др. Элемент Высокая точность, высокая стабильность, высокая надежность и т.д.

    Каталог


    I Что такое интеллектуальный датчик

    1.1 Обозначение интеллектуального датчика

    Концепция интеллектуальных датчиков была впервые введена НАСА в процессе разработки космического корабля и сформировала продукт в 1979 году. Космическим кораблям требуется множество датчиков для передачи данных, таких как температура, положение, скорость и положение относительно земли или космического корабля, даже Несмотря на то, что на большом компьютере трудно одновременно обрабатывать такие огромные данные.Кроме того, космический корабль ограничивает объем и вес компьютера. Есть надежда, что сам датчик имеет функцию обработки информации, поэтому умный датчик появится, когда датчик будет совмещен с микропроцессором.

    Интеллектуальный датчик в термостате Ecobee

    Интеллектуальный датчик - это своего рода функция, которая может воспринимать и обнаруживать информацию об определенном объекте, а также может изучать, оценивать и обрабатывать сигналы, а также имеет новый тип датчика с функциями связи и управления.Интеллектуальный датчик может автоматически калибровать, калибровать, компенсировать и собирать данные. Его возможности определяют, что интеллектуальный датчик имеет высокую точность и разрешение, высокую стабильность и надежность, а также хорошую адаптируемость. По сравнению с традиционными датчиками он имеет более высокое соотношение цены и качества. Первые интеллектуальные датчики обрабатываются и преобразуются из выходного сигнала датчика в микропроцессор для работы. В 80-х годах интеллектуальный датчик в основном был сосредоточен на микропроцессоре и интегрировал схему преобразования сигнала датчика, память микроэлектронного компьютера и схему интерфейса в микросхему, так что датчик имеет определенный AI.В 90-х годах технология интеллектуальных измерений была дополнительно улучшена, так что датчик для достижения миниатюризации, интеграции, массива, цифровой структуры, удобного использования, простой работы и имеет функцию самодиагностики, функцию памяти и обработки информации, функцию хранения данных, Многопараметрическое измерение, функция сетевой связи, логическое мышление и функция суждения.

    Интеллектуальные датчики

    1.2 Типы и структура интеллектуальных датчиков

    > 1).Типы интеллектуальных датчиков следующие:

    • а. датчик с возможностью оценки

    • г. датчик с возможностью обучения

    • г. сенсор с творческими способностями

    > 2). Структура интеллектуального датчика

    Структура интеллектуального датчика

    Интеллектуальная сенсорная система в основном состоит из датчиков, микропроцессоров и связанных схем, как показано на рисунке.Датчик преобразует измеренное физическое и химическое количество в соответствующий электрический сигнал, отправляет его в схему модуляции сигнала, а затем отправляет его в микропроцессор после фильтрации, усиления и аналого-цифрового преобразования. Микропроцессорное вычисление, хранение, анализ данных и обработка принятого сигнала, контур обратной связи датчика и схема преобразования сигнала настраиваются для достижения регулирования и управления процессом измерения; с другой стороны, результат обработки передается на выходной интерфейс, схема интерфейса после обработки в соответствии с форматом вывода, настройка интерфейса вывода результаты измерения в цифровом виде.Микропроцессор - это ядро ​​интеллектуального датчика. Благодаря функциям различного программного обеспечения датчик интеллектуален, и его характеристики значительно улучшаются.

    Интеллектуальная система IoT Sensor Drive

    II Особенности интеллектуального датчика

    Интеллектуальный датчик, обеспечивающий автоматическую коррекцию нуля и удаление нуля, стандартную эталонную автоматическую калибровку контраста в реальном времени в целом системы, нелинейную системную ошибку, анализ и обработку большого количества данных в реальном времени для устранения последствий случайной ошибки, обеспечение точность интеллектуального датчика.

    Интеллектуальная сенсорная система может автоматически компенсировать характеристики рабочих условий и изменение параметров окружающей среды, вызванное дрейфом нуля и чувствительностью, такой как температура окружающей среды, колебания напряжения питания системы, вызванные дрейфом; может автоматически преобразовывать диапазон в измеряемых параметрах, систему самодиагностики в реальном времени, анализ и суждение о рациональной обработке данных в чрезвычайных ситуациях и автоматических нештатных ситуациях.

    Интеллектуальный датчик имеет функции хранения данных, памяти и обработки информации, с помощью цифровой фильтрации и корреляционного анализа, может удалять шум во входных данных, автоматическое извлечение полезных данных; Благодаря слиянию данных технология нейронных сетей может устранить влияние многих параметров при условии перекрестной чувствительности.

    Интеллектуальный датчик имеет функцию оценки, анализа и обработки. Он может принимать решения об источнике питания каждой части и скорости передачи данных с компьютерами высокого / высокого уровня в соответствии с условиями работы системы, так что система работает в оптимальном состоянии низкого энергопотребления и оптимизирует эффективность передачи.

    Интеллектуальный датчик имеет высокую производительность, в отличие от традиционной сенсорной технологии, которая, стремясь к совершенству, сам сенсор во всех аспектах проектирования и отладки сенсора, тщательно продуманных ручных работ, чтобы получить, но за счет комбинации компьютера и микропроцессора / микропроцессора. чип, используя технологию интегральной схемы и дешевое и мощное программное обеспечение для достижения, поэтому он имеет высокое соотношение цены и качества.

    Технология интеллектуальных датчиков

    III Функция интеллектуального датчика

    Функция интеллектуального датчика моделируется путем моделирования координационного действия органов чувств и мозга человека в сочетании с исследованиями и практическим опытом долгосрочных технологий тестирования. Это относительно независимая интеллектуальная единица. Его внешний вид снизил жесткие требования к характеристикам исходного оборудования и значительно повысил производительность датчика с помощью программного обеспечения.Интеллектуальные датчики обычно могут выполнять следующие функции:

    • > (1) Мы наблюдаем за природными явлениями вокруг нас. Общие сигналы - это звук, свет, электричество, тепло, сила и химия. Измерения чувствительных элементов обычно измеряются двумя способами: прямым и косвенным.

    Интеллектуальный датчик имеет сложную функцию, которая может одновременно измерять различные физические и химические величины, и дает информацию, которая может более полно отражать закон движения материала.В качестве составного датчика жидкости Калифорнийского университета можно одновременно измерять температуру, скорость, давление и плотность среды. Композитный механический датчик, разработанный компанией EG & GIC Sensors в США, может одновременно измерять трехмерное виброускорение, скорость и смещение точки.

    Адаптивная технология может продлить срок службы устройства или устройства, поскольку она может компенсировать дрейф параметров, вызванный старением компонента.В то же время он также расширяет поле своей деятельности, поскольку может автоматически адаптироваться к различным условиям окружающей среды. Адаптивная технология улучшает повторяемость и точность датчика. Поскольку значение коррекции и компенсации больше не является средним значением, это истинное значение коррекции для точки измерения.

    • > (3) Функция самотестирования, самокалибровки и самодиагностики общего датчика требует периодической проверки и калибровки, чтобы гарантировать, что при нормальном использовании он достаточно точен, эти общие требования к датчику от поля до лаборатории или проверки отделы удалить, для онлайн-измерения датчик неисправен, не своевременная диагностика.

    Когда используются интеллектуальные датчики, ситуация значительно улучшается. В первую очередь, функции самодиагностики выполняются при питании источника питания, а диагностический тест используется для определения неисправности компонента. Во-вторых, это можно исправить онлайн в зависимости от времени использования, а микропроцессор использует данные характеристик измерений в E2PROM для проверки и корректуры.

    • > (4) Информация о функции хранения информации часто является ключом к успеху.Интеллектуальный датчик может хранить большой объем информации, и пользователь может запросить ее в любое время. Эта информация может включать историческую информацию об устройстве.

    Например, сколько часов проработал датчик, сколько раз заменяли блок питания и так далее. Он также включает в себя все данные и диаграммы датчиков, в том числе инструкции по выбору конфигурации и т. Д. Кроме того, сюда же включены серийный номер, дата производства, каталог и окончательный результат окончательного заводского испытания.Контент может быть неограниченным, он ограничен только емкостью памяти самого интеллектуального датчика. В дополнение к четырем функциям обработки данных процесса, самодиагностики, конфигурации и хранения информации интеллектуальные датчики также обеспечивают возможность цифровой связи и самоадаптации.

    • > (5) Обработка данных является очень важной задачей для обработки данных, и сам интеллектуальный датчик обеспечивает эту функцию. Интеллектуальный датчик может не только увеличить сигнал, но и преобразовать его в цифровую форму, а также использовать программное обеспечение для регулировки сигнала.Как правило, базовый датчик не может подавать линейный сигнал, и управление процессом считает линейность важной целью. Интеллектуальный датчик может линеаризовать нелинейный сигнал в режиме справочной таблицы.

    Конечно, этот паспорт должен составляться отдельно для каждого датчика. Другим примером обработки данных процесса интеллектуального датчика является фильтрация цифрового сигнала через цифровой фильтр, чтобы уменьшить помехи от шума или других связанных эффектов.И намного проще разработать сложные фильтры с помощью программного обеспечения, чем использовать дискретные электронные схемы. Компенсация факторов окружающей среды также является важной задачей обработки данных. Микроконтроллер может помочь повысить точность обнаружения сигнала. Например, правильный коэффициент температурной компенсации может быть получен путем измерения температуры основного элемента обнаружения, таким образом, может быть реализована температурная компенсация для сигнала. Использование программного обеспечения также позволяет добиться нелинейной компенсации и другой более сложной компенсации.Это связано с тем, что таблица запросов может формировать кривую практически любой формы. Иногда необходимо измерить и обработать несколько различных физических величин, чтобы получить соответствующие данные. Контроллер эмблемы интеллектуального датчика может легко реализовать операции сложения, вычитания, умножения и деления нескольких сигналов. В процессе обработки данных процесса интеллектуальный датчик может быть очень важным.

    Чем отличаются интеллектуальные датчики

    Кроме того, также полезно переносить эти операции из-под центральной диспетчерской в ​​точку, близкую к точке генерации сигнала.Во-первых, отправка дополнительного сигнала в диспетчерскую стоит дорого, а стоимость дополнительных датчиков и проводов экономится благодаря интеллектуальному датчику. Во-вторых, дополнительная информация обнаруживается в точке приложения информации, что значительно снижает негативные эффекты (такие как шум и разность потенциалов), вносимые передачей на большие расстояния, и делает сигнал более точным. Третий - упростить программное обеспечение в главном контроллере и повысить скорость контура управления.

    Во сколько раз следует увеличить сигнал? Выходной сигнал датчика температуры по Цельсию или по Фаренгейту? Для пользователей интеллектуальных датчиков желаемую конфигурацию можно выбрать по желанию. Например, диапазон обнаружения, программируемая задержка прохождения / прерывания, счетчик выбора группы, открытие / нормально закрытие, выбор разрешения 8/12 бит и т. Д. Это лишь некоторые из бесчисленных конфигураций современных интеллектуальных датчиков. Функция гибкой настройки значительно снижает потребность пользователя в разработке и замене необходимых типов и количества различных датчиков.Использование функции настройки интеллектуального датчика может обеспечить оптимальную работу одного и того же типа датчика и может выполнять разную работу в разных случаях.

    • > (7) Функция цифровой связи указана выше. Поскольку интеллектуальные датчики могут генерировать большие объемы информации и данных, единый ввод и вывод обычных датчиков не может обеспечить необходимый ввод и вывод данных устройства. Но вы не можете использовать выводную линию для каждой информации, потому что это делает систему очень сложной, ей нужна гибкая система последовательной связи.

    В обрабатывающей промышленности обычно используются точечные соединения и последовательные сети. Большой тренд - это развитие в направлении серийной сети. Поскольку сам интеллектуальный датчик имеет микроконтроллер, он относится к цифровым, поэтому он может естественным образом настроить цифровую последовательную связь с внешним подключением. Потому что способность последовательной сети противостоять воздействию окружающей среды (например, электромагнитным помехам) намного сильнее, чем у обычного аналогового сигнала.Передачей информации можно эффективно управлять путем согласования последовательной связи с устройством, так что данные могут выводиться только при необходимости.

    IV Реализация интеллектуального датчика

    4.1 Реализация интеллектуальных датчиков

    В настоящее время внедрение интеллектуальных датчиков осуществляется по трем направлениям развития сенсорной технологии.

    A. использование компьютерного синтеза, то есть интеллектуального синтеза;

    Б.использование специальных функциональных материалов, то есть интеллектуальных материалов;

    C. с использованием функционализированной геометрической структуры, то есть интеллектуальной структуры. Интеллектуальный синтез - это сочетание сенсорных устройств и микропроцессоров, что является основным подходом в настоящее время.

    4.2 Технология интеллектуальных датчиков

    Согласно синтетическому методу датчика и компьютера, технология измерения тока использует следующие три конкретных способа реализации интеллектуального датчика.

    > Режим неинтегрированного модуля. Неинтегрированный интеллектуальный датчик - это интеллектуальная система датчиков, состоящая из традиционного базового датчика, схемы преобразования сигнала и микропроцессора с интерфейсом цифровой шины. Этот вид неинтегрированных интеллектуальных датчиков быстро развивается в условиях развития системы управления полевой шиной. Производитель средств автоматизации оригинальный набор производственного оборудования в основном не изменился, дополнительно собрана плата интерфейса цифровой микропроцессорной шины и оборудована связью, контролем, самокоррекцией, самокомпенсацией, самодиагностикой интеллектуального программного обеспечения для реализации функции интеллектуального датчика.Это наиболее экономичный и быстрый способ создания интеллектуальных датчиков.

    > Комплексная реализация. В интеллектуальной сенсорной системе используется технология микрообработки и крупномасштабная технология интегральных схем, а также кремний в качестве основного материала для изготовления чувствительных компонентов, схем формирования сигналов и микропроцессорных блоков, а также их интеграции в микросхему. Интегрированная реализация позволяет интеллектуальному датчику достичь миниатюризации и интеграции структуры, тем самым улучшая точность и стабильность.После того, как массив чувствительных элементов состоит из массива и соответствующего программного обеспечения для обработки изображений, он может реализовывать графическое изображение и составлять датчик многомерного изображения. В то время интеллектуальный датчик достиг своей наиболее совершенной формы.

    Комплексное внедрение

    > Смешанная реализация. Реализация интеллектуальной сенсорной системы на кристалле сопряжена с множеством сложных проблем. В зависимости от необходимости и возможности мы можем интегрировать все звенья интеграции системы, такие как чувствительный блок, схему преобразования сигнала, микропроцессорный блок и интерфейс цифровой шины, и интегрировать их на двух или трех микросхемах в различных комбинациях.

    V Развитие и тенденции интеллектуальных сенсорных технологий

    5.1 Развитие и тенденции интеллектуальных сенсорных технологий

    > развиваться в сторону высокой точности. С повышением уровня автоматического производства растет и спрос на датчики. Мы должны разработать новые датчики с высокой чувствительностью, высокой точностью, быстрым откликом и хорошей взаимозаменяемостью, чтобы обеспечить надежность автоматизации производства.

    > развиваются в направлении высокой надежности и широкого диапазона температур.Надежность датчиков напрямую влияет на эффективность защиты электронных устройств от помех. Постоянным направлением будет разработка датчиков с высокой надежностью и широким температурным диапазоном. Перспективным будет разработка новых материалов (например, керамики).

    > развиваться в сторону миниатюризации. Функции различного контрольного оборудования становятся все более и более сильными, требования в различных частях чем меньше, тем лучше, поэтому сам датчик имеет как можно меньший объем, что требует разработки новых материалов и технологий обработки, текущего объема датчика изготовленный из кремния материал был очень мал.Например, традиционный акселерометр состоит из гравитационного блока и пружины. У него большой объем, плохая стабильность и небольшой срок службы. А кремниевый датчик ускорения, изготовленный с помощью различных технологий микрообработки, таких как лазер, имеет небольшой объем, хорошую взаимозаменяемость и надежность.

    > развиваться в сторону микромощности и пассивности. Датчики, как правило, не являются работой по преобразованию электроэнергии, не могут обойтись без питания, в полевых условиях или от сети, часто питаются от батарей или солнечной энергии, разработка микродатчика мощности и пассивного датчика является неизбежным направлением развития, например, это может сэкономить энергии и продлить срок службы системы.В настоящее время быстро развиваются микросхемы с низким энергопотреблением, такие как операционный усилитель T12702, со статической потребляемой мощностью всего 1,5 А, в то время как рабочее напряжение составляет всего 2 ~ 5 В.

    > развиваться в сторону цифровых и интеллектуальных. С развитием модернизации функция датчика превзошла традиционную функцию, выход больше не является одиночным аналоговым сигналом (0 ~ 10 мВ), но после микрокомпьютера цифровой обработки сигнала, некоторые даже с функцией управления, которая называется цифровым датчиком.

    > развиваться в сторону сети. Сетевое развитие - важное направление развития сенсоров. Постепенно выясняются роль и преимущества сети. Сетевые датчики, безусловно, будут способствовать развитию электронной науки и технологий.

    Применение интеллектуального датчика

    5.2 В центре внимания разработки интеллектуального датчика

    > Применение машинного интеллекта для обнаружения и прогнозирования неисправностей. Любая система должна обнаруживать или прогнозировать возможные проблемы, прежде чем она станет неправильной и вызовет серьезные последствия.В настоящее время модель аномального состояния точно не определена, а технологии обнаружения аномального состояния все еще очень не хватает. Крайне важно объединить информацию с датчиков и знания для улучшения машинного интеллекта.

    > В нормальном состоянии физические параметры цели могут быть восприняты с высокой точностью и Gao Min, но небольшой прогресс достигнут в обнаружении неисправности и неправильной работы. Следовательно, он имеет острую потребность в обнаружении и прогнозировании неисправностей, и его следует активно развивать и применять.

    > Технология измерения тока может точно определять физические или химические величины в одной точке, но это затруднительно для измерения многомерного состояния. Такие, как измерение окружающей среды, его характерные параметры широко распространены и имеют временную и пространственную корреляцию, что является актуальной проблемой, требующей решения. Следовательно, необходимо усилить исследования и разработки в области многомерного определения состояния.

    > Дистанционное зондирование целевого компонентного анализа.Большая часть анализа химического состава основана на материале пробы, и иногда бывает трудно отобрать пробу целевого материала. Поскольку измерение содержания озона в стратосфере, дистанционное зондирование является незаменимым, возможно, в сочетании с радарными или лазерными методами обнаружения измеренных спектров. Анализ без компонентов образца легко может быть затруднен из-за всех видов шума или среды между сенсорной системой и целевыми компонентами, и ожидается, что машинный интеллект сенсорной системы решит эту проблему.

    > Интеллектуальные сенсоры для эффективного обращения ресурсов. Современная производственная система реализовала эффективный автоматизированный процесс производства от сырья до продукции. Когда продукт больше не используется или от него отказываются, цикл не является ни эффективным, ни автоматизированным. Если переработка возобновляемых ресурсов может осуществляться эффективно и автоматически, можно эффективно предотвратить загрязнение окружающей среды и нехватку энергии, а также реализовать управление ресурсами жизненного цикла.Использование машинного интеллекта для распознавания целевых компонентов или определенных компонентов является очень важной задачей для интеллектуальной сенсорной системы.

    VI Применение интеллектуальных датчиков

    Хотя химическая технология применялась к невидимым чернилам в прошлом, постоянное совершенствование методов обнаружения было трудным, чтобы гарантировать, что скрытая информация не будет прочитана в несанкционированных обстоятельствах. Учитывая эту ситуацию, Вейцман и его исследовательская группа разработали флуоресцентный молекулярный датчик, который может различать различные химические вещества, генерируя определенные спектры флуоресцентного излучения.Исследовательский институт Израильской академии науки и технологий, Вейцман, разработал датчик флуоресцентных молекул. Принимая во внимание недавнюю озабоченность по поводу глобального электронного наблюдения, датчик обеспечивает средство безопасности для обхода электронной системы связи.

    В последние годы фитнес-трекер стал более популярным носимым технологическим продуктом. Однако инженеры из Калифорнийского университета в Беркли продвинули эту концепцию дальше и разработали крошечный беспроводной датчик для определения состояния здоровья человеческого тела.Сообщается, что оборудование было уменьшено до кубического миллиметра одной частицы пыли, известной как «нервная пыль». Эти датчики могут быть имплантированы в человеческое тело, где они будут обнаруживать ткани, мышцы и нервы в режиме реального времени. Беспроводные датчики все шире используются в промышленности, сельском хозяйстве, военном деле, авиации, архитектуре, медицине, охране окружающей среды и т. Д. Технология Shenzhen Xinli занимается разработкой различных типов беспроводных датчиков, исследованиями и разработками, а также предоставляет решения для систем беспроводного сбора данных и мониторинга передачи на основе беспроводной сети датчиков.Например, беспроводные датчики температуры и влажности, беспроводные датчики давления, беспроводные датчики температуры, беспроводные датчики газа, беспроводные датчики уровня жидкости и так далее. Фактическое применение в интеллектуальной системе мониторинга окружающей среды, интеллектуальной системе мониторинга окружающей среды в сельскохозяйственных теплицах, системе сбора интеллектуальных данных систем мониторинга окружающей среды, интеллектуальной системе мониторинга сети, системе мониторинга окружающей среды для основных источников опасности, системе управления энергией, системе мониторинга качества окружающей среды производство интеллектуальной системы мониторинга.

    Датчик биолюминесценции - это фактически новый метод исследования. Он был изобретен группой ученых из Университета Вандербильта в США путем генной трансформации люциферазы. По словам исследователей, новый датчик можно использовать для отслеживания внутреннего взаимодействия крупных нейронных сетей в мозге.

    Для человека кожа - это не только барьер, защищающий нас от пыли и бактерий, но и среда для изменений в окружающей среде. По мере того, как исследователи разрабатывают робототехнику, они пытаются создать для роботов такие функции, как настоящая кожа.Хэ Сяодун, профессор материаловедения из Харбинского технологического института, и его коллеги сделали инновации в этой области. Разработанная ими новая технология может имитировать тонкие волосы на поверхности человеческого тела и передавать сенсорную информацию роботу. Исследователи использовали 30-микронную проволоку вместо волос и ряд тонких проводов, залитых силиконовой резиной, и роль этого провода заключалась в том, чтобы нести внешнюю информацию об искусственной коже. Результаты исследования могут быть использованы для определения протезов конечностей или соответствующего медицинского оборудования.

    В настоящее время большинство сенсорных датчиков робота имеют только датчики силы, поэтому они могут определять только твердость и текстуру объектов, что заставляет роботов идентифицировать внешние объекты с низкой точностью. Но если он сочетается с традиционным датчиком мощности, сложный сенсорный датчик может помочь роботу определить состав объекта. Именно по этому принципу эксперты из Технологического института Джорджии демонстрируют свою «кожу», предназначенную для роботов, генерирующих тепло, проводящие и непроводящие ткани и термисторы.

    TZOA накануне компания запустила новый датчик воздуха. Понятно, что это датчик, собирающий информацию о качестве воздуха. Собранная информация включает типы и количество частиц, а также наличие в них вредных химических веществ. Он также защищает плод и детей от загрязняющих веществ, влияющих на развитие мозга. В будущем компания планирует продавать оборудование для защиты окружающей среды от загрязнения окружающей среды в Китае и Индии, а также продавать оборудование от загрязнения внутри помещений в США.TZOA также разрабатывает оборудование для лечения астмы, которое может помочь определить триггеры приступов астмы.

    Сообщается, что Джеймс в Лондоне, Англия, изобрел датчик сна под названием «Sense». Понятно, что датчик «Sense» может автоматически регулировать свет, управлять нагревом в соответствии с указаниями мастера и даже воспроизводить успокаивающую музыку, чтобы способствовать сну человека. Во время сна он также может приспособить окружающую среду к наиболее комфортным условиям. Также можно отслеживать звук, свет, температуру, влажность и качество воздуха, а также оценивать состояние сна пользователей за ночь.

    Датчики

    играют важную роль в области здравоохранения, потому что они находятся в самом центре сбора данных. Независимые исследования и разработки датчика EMG Cheng Shanghai представляют собой своего рода датчик электрического заряда с высокой частотой дискретизации, сильной защитой от помех и хорошим фильтрующим эффектом. Датчик был успешно применен в медицинской реабилитации и бионической ноге, будущее расширится до VR / AR, физической подготовки, за пределами индустрии восхода человеческого скелета.

    SirenCare, компания, занимающаяся мониторингом здоровья пациентов с диабетом, разработала интеллектуальные носки, которые могут определять наличие воспаления у пациента с помощью датчика температуры, чтобы определять состояние здоровья пациентов с диабетом в режиме реального времени. Носки Siren ближе к коже по сравнению с ботинками и стельками, разработанными другими компаниями. Датчики вплетены в носки, которые могут обнаружить воспаление стопы в любое время, и вся обнаруженная информация будет загружена в приложение на смартфонах, чтобы пациенты могли в любое время понять свои ноги.

    Сообщается, что японские исследователи недавно изобрели дешевый встроенный датчик, такой как ленточная палочка. Этот встроенный датчик пластыря представляет собой гибкое устройство, которое можно свободно прикреплять к телу. Он может контролировать человеческую активность, частоту сердечных сокращений и интенсивность ультрафиолета. Его можно использовать в управлении здоровьем и Интернете вещей. Датчик кожи наклеек напечатан на тонкой пластиковой пленке с использованием новейшей технологии печати. По сравнению с предыдущей технологией производства полупроводниковых датчиков, она имеет низкую стоимость и учитывает удобство и низкую стоимость.


    Книжная Рекомендация

    Интеллектуальные специалисты производят революцию в мире системного дизайна во всем - от спортивных автомобилей до сборочных линий. Эти новые датчики обладают способностями, которые оставляют их предшественников далеко позади! Они не только эффективно и точно измеряют параметры, но также имеют возможность улучшать и прерывать эти измерения, тем самым преобразуя необработанные данные в действительно полезную информацию. В отличие от многих книг по встроенным системам, которые ограничиваются строго микропрограммным обеспечением и программным обеспечением, эта книга также углубляется в вспомогательное электронное оборудование, дающее читателю полное представление о проблемах, возникающих при взаимодействии с конкретными типами датчиков, и предлагающее понимание реальных проблем, с которыми столкнутся разработчики.Примеры предоставляют полную, легко расширяемую структуру кода для приложений на основе датчиков, а также базовые процедуры поддержки, которые часто игнорируются или рассматриваются поверхностно. Цель состоит в том, чтобы как можно быстрее сделать читателей действительно продуктивными, обеспечивая при этом глубокое понимание, необходимое для разработки надежных систем.

    - Крид Хаддлстон (автор)

    Хотя правительства во всем мире вложили значительные средства в исследования и приложения интеллектуальных сенсорных сетей, несколько книг посвящены интеллектуальным сенсорным сетям с точки зрения машинного обучения и обработки сигналов.Заполняя эту пустоту, Интеллектуальные сенсорные сети: интеграция сенсорных сетей, обработки сигналов и машинного обучения фокусируется на тесной интеграции датчиков, сетей и интеллектуальной обработки сигналов с помощью машинного обучения. Книга дает прочное основание для основ интеллектуальных сенсорных сетей, включая сжатие и выборку, распределенную обработку сигналов и интеллектуальное обучение сигналов. В книге представлены результаты последних исследований всемирно известных экспертов по зондированию. Книга состоит из трех частей: Машинное обучение , Обработка сигналов , Сети.

    - Фэй Ху (редактор), Ци Хао (редактор)

    Smart Sensors Networks: коммуникационные технологии и интеллектуальные приложения исследует новейшие технологии и приложения датчиков и сенсорных сетей, демонстрируя, как сетевые беспроводные датчики используются для мониторинга и сбора информации об окружающей среде. Он дает систематический обзор уникальных характеристик беспроводных датчиков сетей за счет их использования в широком спектре областей, включая здравоохранение для пожилых людей, энергопотребление, промышленную автоматизацию, интеллектуальные транспортные системы, умные дома и города и многое другое.

    - Фатос Xhafa (редактор), Fang-Yie Leu (редактор), Li-Ling Hung (редактор)


    Соответствующая информация по теме «Что такое интеллектуальный датчик и его приложения»

    О статье «Что такое интеллектуальный датчик и его применение». Если у вас есть лучшие идеи, не стесняйтесь писать свои мысли в следующей области комментариев. Вы также можете найти больше статей об электронных полупроводниках через поисковую систему Google или обратиться к следующим связанным статьям.

    .

    Пассивные и активные датчики в дистанционном зондировании

    Автор: GIS Geography · Последнее обновление: 18 октября 2020 г.

    2 типа дистанционного зондирования

    Если солнце исчезнет, ​​какой датчик пропустит его больше всего? Будет ли это пассивных датчиков или активных?

    Если вы ответите на этот вопрос, это поможет вам понять концепцию активных и пассивных датчиков в дистанционном зондировании.

    Активные датчики имеют собственный источник света или освещения.В частности, он активно посылает импульс и измеряет обратное рассеяние, отраженное к датчику.

    Но пассивные датчики измеряют отраженный солнечный свет, излучаемый солнцем. Когда светит солнце, пассивные датчики измеряют эту энергию. Подробнее об этом позже.

    Камеры - активные датчики с включенной вспышкой

    Когда вы делаете снимок с включенной вспышкой, камера посылает собственный источник света. После того, как он освещает цель, камера улавливает отраженный свет обратно в объектив камеры.

    Активные датчики можно представить себе как ручную камеру с включенной вспышкой.

    Итак, камеры активных сенсоров , когда фотограф использует вспышку. Он освещает свою цель и измеряет отраженную энергию обратно в камеру.

    Но активное дистанционное зондирование принимает разные формы. Например, это могут быть спутники, вращающиеся вокруг Земли, вертолеты в воздухе или что-либо еще на земле. Просто пока у него есть активный датчик.

    Камеры пассивные сенсоры с выключенной вспышкой

    Камеры пассивные датчики когда фотограф не использует вспышку. Поскольку камера не излучает источник света, она использует естественный свет, излучаемый солнцем.

    Пассивные датчики используют естественный солнечный свет. Без солнца не было бы пассивного дистанционного зондирования.

    Как вы скоро узнаете, существуют сотни приложений дистанционного зондирования, в которых используются пассивные и активные датчики.Но сначала давайте углубимся в оба типа дистанционного зондирования.

    Примеры пассивного и активного дистанционного зондирования

    Теперь, когда у нас есть четкое представление о пассивном и активном дистанционном зондировании, давайте посмотрим, как это работает для спутниковых датчиков. На схеме ниже вы можете увидеть, как солнце излучает свет. Сначала свет проходит через атмосферное окно. Затем он отражается от Земли на спутниковый датчик, вращающийся вокруг Земли.

    Тогда как активные датчики освещают свою цель.В этом примере это датчик бокового обзора, который посылает собственный импульс на поверхность Земли. Сначала он отскакивает от земли. Затем он снова отскакивает от здания. Наконец, он снова возвращается к датчику. Фактически, этот тип обратного рассеяния называется double bounce backscatter . Подробнее об этом позже.

    Пример изображения активного дистанционного зондирования

    Если вам когда-нибудь представится возможность увидеть радиолокационное изображение с синтезированной апертурой, оно будет выглядеть примерно так:

    Для неподготовленного глаза это просто набор черно-белых пикселей.Но реальность такова, что есть еще кое-что, что бросается в глаза. Например, существует 3 основных типа обратного рассеяния:

    • Зеркальное отражение
    • Двойной отскок
    • Диффузное рассеяние

    СПЕКУЛЯРНОЕ ОТРАЖЕНИЕ: Зеркальное отражение - это место, где на изображении находятся темные пятна. В данном случае это гладкие поверхности, такие как река, текущая с востока на запад, и мощеные поверхности.

    DOUBLE-BOUNCE: Ярко-белый цвет в центре - это двойное обратное рассеяние при работе.Как показано на схеме выше, это городской объект, похожий на здание, но в таком масштабе он не совсем понятен.

    ДИФФУЗНОЕ РАССЕЯНИЕ: Наконец, большая часть радиолокационного изображения представляет собой шероховатую поверхность и диффузное рассеяние. Это может быть связано с растущей растительностью в сельскохозяйственных угодьях.

    Пример изображения пассивного дистанционного зондирования

    На самом деле, пассивное дистанционное зондирование может быть очень похоже на то, как наши глаза интерпретируют мир. Например, вот Скалистые горы в полном цвете.

    Но сила пассивного дистанционного зондирования - видеть свет во всем электромагнитном спектре. Например, это мультиспектральное изображение может иметь различные комбинации полос, например, инфракрасный цвет.

    Важно понимать, как ярко-красным цветом подчеркивается здоровая растительность. Мягко говоря, в этой сцене его много. Ярко-белый цвет - это застроенные участки, а самый темный оттенок - это вода. На востоке это может быть линия электропередачи, потому что она всегда одинаковой ширины.

    Наконец, вы можете увидеть мир намного четче, используя панхроматический диапазон. Если вы хотите увеличить резкость изображения, вы используете именно этот спектральный диапазон. Вот список комбинаций диапазонов для Landsat 8, чтобы увидеть мир по-новому.

    Каковы некоторые применения пассивного дистанционного зондирования?

    С точки зрения пассивного дистанционного зондирования миссия Landsat является самой продолжительной программой наблюдения Земли. На протяжении более 40 лет Landsat собирал и документировал нашу изменяющуюся планету.

    Наука Landsat помогает понять климат Земли, экосистемы и землепользование.

    На протяжении более 40 лет миссии Landsat были свидетелями изменения нашей планеты. Благодаря этому у нас есть исторический барометр, с помощью которого мы измеряем изменения и планируем наше будущее как планеты.

    Исследователи опубликовали тысячи публикаций с использованием данных Landsat. Кроме того, DigitalGlobe и Planet Labs являются коммерческими спутниками с сотнями приложений дистанционного зондирования и используют

    Какие приложения можно использовать для активного дистанционного зондирования?

    Два ключевых преимущества активного дистанционного зондирования:

    • Возможность собирать изображения днем ​​и ночью.
    • Его не беспокоят облака и плохие погодные условия.

    Миссия Shuttle Radar Topography Mission (SRTM) использует вSAR, который измеряет высоту Земли с помощью двух антенн. Всего за пару дней SRTM собрала одну из самых точных цифровых моделей рельефа Земли.

    Обнаружение света и дальность (LiDAR) - это активный датчик, измеряющий высоту земли. Используя свет с платформы самолета или вертолета, он измеряет время, необходимое для отражения от датчика.Отсюда вы можете создавать цифровые модели поверхности, которые полезны в лесном хозяйстве.

    Активное дистанционное зондирование используется для различных приложений безопасности, включая морской и арктический мониторинг. Как было показано ранее, рассеяние с двойным отскоком дает важную информацию в поисково-спасательных операциях.

    Примеры активных датчиков: RADARSAT-1 и RADARSAT-2 Канадского космического агентства и радарный спутник Airbus Defense & Space TerraSAR-X.

    Типы дистанционного зондирования

    Как вы узнали сегодня, пассивные датчики пропустят солнце, если оно исчезнет.Это связано с тем, что активные датчики генерируют собственный источник освещения.

    Но поскольку пассивные датчики используют отраженную энергию солнца, для работы им необходимо солнце.

    Если вы хотите узнать больше о пассивном дистанционном зондировании, ознакомьтесь с нашим руководством по мультиспектральным и гиперспектральным датчикам. Или, если вы хотите узнать больше об активном дистанционном зондировании, взгляните на наше руководство по обнаружению света и дальности.

    В качестве альтернативы, если вы хотите работать с данными, у нас есть список из 15 бесплатных источников спутниковых данных и 6 лучших бесплатных источников данных LiDAR.

    .

    Смотрите также