Датчик концентрации кислорода приора цена: Доступ ограничен: проблема с IP

Содержание

Замена датчика кислорода на приоре

Добро пожаловать!
Датчик кислорода – он же лямбда зонд в народе, как его только не называют, но всё же единственное у него настоящее название, это Датчик концентрации кислорода, на приоре всего два этих датчик, в отличие от автомобилей ВАЗ 2114, ВАЗ 2110, и т.д. (На них по одному датчику), но тоже не на всех, вот к примеру если брать автомобиль ВАЗ 2114 с 1.6 двигателем, то там тоже присутствует два кислородных датчика, на ВАЗ 2110 с шестнадцати клапанным двигателем тоже два и на приоре как вы уже успели заметить тоже два, один из них идёт как диагностический и определяет сгоревшую смесь и подаёт эти показания на контроллер (Это ЭБУ, его ещё мозги называют) а другой идёт как регулирующий и он уже от и до регулирует смесь у автомобиля, стоят эти датчики по разному, то есть диагностический стоит после катализатора, а регулирующий до него, более подробно вы с этим со всем подробно в статье ознакомитесь.

Примечание!
Замена обоих датчиков производиться при наличие: Гаечных ключей и перчаток, из гаечных ключей вам именно нужно будет запастись ключом «на 22» которым вы и будете отворачивать датчик!

Краткое содержание:

Где находятся датчики кислорода?
На выпускном коллекторе их местонахождение, они в него вкручены, если быть более точнее, то в коллекторе присутствует два отверстия с резьбой, одной до катализатора, второе после него, так вот в первое отверстие которое идёт до катализатора ввёрнут регулирующий кислородный датчик (Указан синей стрелкой), он кстати в основном всегда и выходит из строя, а в другое отверстие которое идёт после катализатора ввёрнут диагностический датчик и для наглядности на фото ниже этот датчик указан красной стрелкой.

Когда нужно менять датчики кислорода?
Начнём с диагностического, он нужен лишь для того чтобы контроллер понимал в каком состоянии находиться коллектор при условии что регулирующий датчик будет исправен, попробуем объяснить простыми словами, к примеру автомобиль работает нормально все датчики исправны но засорён очень сильно катализатор, диагностический датчик это понимает потому что он стоит за ним и определяет богатая ли смесь после катализатора вылетает или же бедная, тем самым если он определит что, что то с катализатором не так, то в таком случае лампа «Check Engine» загорится, второй же датчик, регулирующий, уже смесь регулирует и при выходе его из строя, концентрация выхлопных газов повышается (Всё это из-за того что смесь богатиться, простыми словами из глушителя будет более чёрный дым выходить чем это было ранее и расход увеличится), ухудшается приёмистость и холостой ход становится неровный, лампа «Check Engine» в этом случае может как загореться, так и не гореть вовсе (Она загорится только если датчик полностью умрёт, если же он будет на грани умирания и уже неверные показания будет давать, то данная лампа не загорится).

Примечание!
Данный датчик выходит из строя и загрязняется от неправильно настроенной смеси, а не правильно настроена она может из-за некачественного бензина, из-за неправильно выставлено зажигания и т.д., в общём со временем датчик из-за этого загрязняется и плохо подавать сигнал начинает, поэтому если вы его проверили на работоспособность (Как это сделать мы ниже описали) и вольтметр показал что датчик не работает и он загрязнён у вас сильно при этом, тогда его можно попробовать прочистить, делается это с помощью ортофосфорной кислоты (Она просто единственная кто его берёт), а именно она выливается в стакан (Вся) и в ней замачивается датчик (Минут 15-20), после чего он вынимается и моется в воде (На контакты разъёма не попадите водой в этом случае), далее сушится и устанавливается на автомобиль (Если вы видите что датчик за 15-20 минут не очистился, то можете его ещё раз положите в кислоту и подождать ещё некоторое время), после проделанной операции есть вероятность что вы его вернёте к жизни, только если он будет отлично работать то вообще не рекомендуем так делать, потому что есть вероятность что он умереть может после такой процедуры.

Как заменить датчик кислорода на ВАЗ 2170-ВАЗ 2172?

Примечание!
Когда вы придёте в автомагазин или же на рынок, там будет небольшой но и не малый выбор датчиком кислорода (Если магазин специализированный), какие то будут идти с нагревательным элементом, а какие то нет, машины Лада Приора с завода комплектуются датчиками с нагревательным элементом, поэтому то и при выборе брать нужно будет именно такой, он по дороже выйдет, но суть вся заключается в следующим, датчики кислорода начинают нормально работать только лишь когда они нагреваются до 300 °С, по началу кстати автомобиль (Пока он не прогрет) работает вообще по другим датчикам и датчик кислорода только вступает в работу когда он прогрет и чтобы он долго не прогревался, данный нагревающий элемент в него и встраивают, поэтому при покупке не ошибитесь!

Снятие:
1) Оба датчика, что диагностический, что регулирующий, снимаются абсолютно одинаково, поэтому пример замены мы будем показывать на самом верхнем, в начале если автомобиль прогрет дайте ему полностью остыть, потому что при рабочей температуре двигателя, температура выпускного коллектора доходит порядка до 300-500 °С, а может и больше если машина будет красться в пробки в тёплую погоду и тем самым греться, после того как двигатель остынет, с минусовой клеммы аккумулятора скиньте провод который к ней крепиться (Если вы не умете этого делать, тогда изучите статью под названием: «Замена аккумулятора», там в пункте 1 всё описано) и после чего отожмите фиксатор который на фото ниже указан стрелкой и разъедините между собой колодку проводов и разъём, который идёт от кислородного датчика.

2) Следом идущий провод от датчика кислорода, выньте из теплоизоляционного щитка, он к нему за счёт защёлки крепиться, чтобы её вынуть, нужно будет просто сжать фиксатор (Защёлку) руками и вынуть её из отверстия в щитке как это показано на первом рисунке на фото ниже и в завершение при помощи гаечного ключа или же специальной головки которую можно найти в автомагазине (Высокая торцевая головка с разрезным сектором она называется, очень удобная вещь, если будете работать с автомобилями в дальнейшем то его приобретите, если же замену делаете только лишь для себя то он вам не нужен, потому что и гаечным ключом справитесь) выкрутите сам датчик кислорода как это показано на втором рисунке, на фотографии ниже:

Установка:
Новый датчик на своё место устанавливается в обратном порядке снятию, кстати рекомендуем перед установкой резьбу у датчика смазать хорошей графитной смазкой.

Проверка датчика кислорода:

1. Любой датчик, любую деталь нужно проверять перед тем как бежать в магазин и покупать новую, для проверки датчика кислорода вам нужно будет запастись вольтметром и скрепкой, либо же ноутбуком и проводом для диагностики, начнём сперва описывать первый вариант, он заключается в следующем, находите на разъёме идущим от датчика кислорода сигнальный провод, он может быть любого цвета но как правило он идёт чёрным, поэтому если у вас есть чёрный провод то можно попробовать начать с него, а именно к нему нужно будет подсоединить положительный провод идущий от вольтметра (Через скрепку подсоединять нужно), а отрицательный провод кинуть на массу (Массой может выступать двигатель автомобиля) и после чего заведя автомобиль, нужно будет смотреть на показания которые будет давать вольтметр, они не должны выходить за 1 и на 0 не должны стоять, то есть в районе 0.01-0.99 колеблются показания должны, если всё так и будет то датчик исправен, если же показания при работающем двигателе застынут на какой либо отметки (К примеру 0.32) то датчик неисправен и нуждается в замене.

Примечание!
Такой способ проверки который указан в пункте 1, кстати ещё в ролике показан который размещён ниже:

2. Теперь второй способ который делается при помощи ноутбука, а заключается он в следующем, подключаете через диагностический разъём и провод, ноутбук к мозгам автомобиля, после чего заводите и выставляете на ноутбуке через соответствующую программу все данные по кислородному датчики и убеждаетесь чтобы они колеблются и не стоят на одном месте, более подробно как провести эту процедуру, вы можете увидеть на примере автомобиля Лада Калина, как это в видео-ролике чуть ниже показано.

Дополнительный видео-ролик:
Увидеть наглядно процесс снятия данного датчика с выпускного коллектора автомобиля, вы можете в видео-ролике который расположен чуть ниже:

Датчик кислорода Приора — проверка элемента

Штатный датчик кислорода (лямбда зонд) Приора используется для корректировки состава воздушно-топливной смеси в системе впрыска инжекторных двигателей с обратной подачей. Часто спрашивают, где располагаются датчики кислорода? Местоположение этого электронного химического устройства – на верхней части приемника глушителя выхлопной системы транспортного средства.

Принцип действия кислородного датчика на Приоре следующий: для коррекции параметров времени прохождения электронных сигналов системы впрыска учитываются данные о составе оксигена (кислорода) в выхлопных газах. Именно эти данные и представляет датчик концентрации кислорода Приора, который, вступает в химическую реакцию с выхлопными газами транспортного средства.

В ходе протекания этой электрохимической реакции создается разность потенциалов на выходных контактах прибора. Изменения падения напряжения определяет содержание кислорода и качество воздушно-топливной смеси. Изменения происходят в параметрах от 0,1 В, что указывает на повышенное содержание оксигена и обедненную смесь и до 0,9 В, означающее на низкое содержание кислорода и обогащенную консистенцию.

Для оптимальной эксплуатации транспортного средства температурное значение датчика кислорода, цена которого доступна большинству российских автолюбителей, должна быть не меньше 300°С. С учетом этого, для динамичного нагревания прибора после запуска силовой установки в датчик кислорода на Приоре интегрирован компонент нагревательного типа.

Фиксируя напряжение на выходе прибора, контроллер выбирает командный сигнал для коррекции топливно-воздушной смеси на компоненты распыления топливной системы. При показаниях обедненной смеси, т.е. разность потенциалов находится на минимальном значении, контроллер командует обогатить поступающую консистенцию, а при параметрах обогащенной смеси, т.е. при максимальных значениях разности потенциалов поступает команда на ее обеднение.

Вкратце, штатный датчик кислорода (лямбда зонд) дает возможность оценить концентрацию неизрасходованного оксигена в отработанной смеси, а на основании этих исследований бортовой компьютер изменяет консистенцию топливно-воздушной смеси. Возникающие неисправности датчика кислорода влекут за собой некорректную эксплуатацию силовой установки автомобиля. Часто на форумах автолюбителей встречается вопрос, какой датчик кислорода на Приоре установлен? Для автомобиля Лада Приора для установки приемлем только датчик BOSCH LS6537.

Проверить датчик кислорода, можно только при наличии осциллографа. Другие приборы смогут лишь косвенно доказать в Приоре признаки неисправности, причем на основе достаточно сложных тестов. В автомобиле признаки неисправности датчика кислорода следующие:

  • повышение расхода горючего;
  • понижение динамики работы мотора;
  • нестабильная частота холостых оборотов силовой установки;
  • дефекты нейтрализатора каталитического типа.

Такие неисправности кислородного датчика, в основном, определяют круг дефектов этого электрохимического устройства. Кроме того, ошибка, высвечивающая на дисплее ЭБУ, может быть напрямую связана с дефектами электрической цепи нагревателя. Из-за того, что датчик кислорода (лямбда зонд) приора не получит достаточную степень нагрева, бортовой компьютер будет выдавать некорректные импульсы. Смесь топлива будет не соответствовать требуемой концентрации, из-за чего будет наблюдаться перерасход топлива, неустойчивая работа холостого хода мотора, автомобиль будет терять динамичность и т.д.

По достижению датчиком кислорода (лямбда зондом) Приора требуемого температурного значения, все признаки некорректной работы силовой установки самоустраняются. Максимальный ресурс эксплуатации датчика концентрации кислорода в практическом вождении доходит до 100-150 тыс. км, но межремонтный сервисный срок эксплуатации истекает за время пробега расстояния в 60-80 тыс. км.

Штатный датчик кислорода Приора работает в следующем режиме: после включения силовой установки автомобиля прибор, находящийся в коллекторе выпуска отработанных газов, начинает нагреваться, поэтому включается не сразу. Его функционал начинает действовать при достижении температурного значения выше 360° по Цельсию. Для увеличения скорости нагревания в прибор интегрирован нагреватель электрического типа. Поэтому датчик концентрации кислорода обременен электропроводкой для цепи сигнала и нагрева.

Реакция прибора, а, следовательно, и его показания, направлена на разность между концентрацией оксигена в выхлопе транспортного средства и его содержанием в атмосферном воздухе, что трансформируется в выходной показатель разности потенциалов. Т.к. оксиген полностью не сгорает даже в отработанных газах и присутствует в камере катализатора, то для верной оценки применяют другое аналогичное устройство, расположенное за катализационной камерой.

В первые минуты старта мотора бортовой компьютер производит коррекцию топливно-воздушной смеси по средним показателем. По нагреванию датчика концентрации кислорода Приора до рабочей температуры блок электроники инсталлирует его в генеральную схему эксплуатации ТС.

Замена и проверка датчика концентрации кислорода (лямбда-зонда) на LADA

Определить остатки свободного кислорода помогают датчики, которые точно определяют его количество. Получаемые данные позволяют корректировать необходимое количество кислорода для правильной работы двигателя. Заменить и настроить датчик несложно, если правильно следовать указаниям.


Где расположен датчик кислорода? Именно система впуска оснащена датчиком такого типа, который определяет уровень элемента в этом месте.

Признаки неисправности лямбда-зонда

Вот несколько признаков, которые помогут вам определить неисправен ли датчик или нет:

  • перерасход топлива;
  • двигатель работает нестабильно на холостых оборотах;
  • разгон автомобиля слабый и долгий.

Каталожный номер (артикул) ДК:

Лада Веста и XRAY — 226А41772R
Лада Приора/Калина/Нива 4х4 — 11180-3850010-00
Лада Гранта/Калина 2 — 21074-3850010-00
Лада Ларгус — 8201071311, 8200632270 и 6001549061

Замена датчика кислорода на Лада

Перед выворачиванием датчика не забудьте, что двигатель должен остыть, в противном случае вы рискуете получить ожоги. Когда датчик вывернут, можно отсоединить колодку, провода и все прочее.


Как правило, датчик снимается при помощи ключа на двадцать два. Нижний датчик снимается несколько сложнее. Возможно вам понадобится яма, подходящая головка на двадцать два или другое приспособление, которое подходит для выворачивания датчика. В некоторых случаях необходимо смазывать датчики смазкой, иначе их сложно сорвать с места.

Установка всех компонентов на свои места

Все повторно используемые датчики следует обрабатывать специальной герметической пастой или чем-то похожим. Защитная трубка датчика должна быть чистой и не задетой нанесенной субстанцией. Стоит учесть и тот факт, что датчик всасывает воздух, по этой причине спрей для резьбы следует исключить.

Чтобы определить работоспособность датчиков, следует установить заведомо исправный датчик.

Чтобы проверить питание следует произвести ряд профилактических работ. Берем вольтметр и подключаем к нему минус, а подключенный щуп присоединяем к массе автомобиля. Другой кабель пойдет на выход датчика. Но выходное напряжение не должно превысить двенадцати вольт. Если напряжение намного больше или меньше, то ваш аккумулятор сел или где-то неисправность.

Проверьте так же все выводы и прочую электронику, а так же провода. Если цепь питания исправна, то недочетов в замерах не будет.

Неисправные датчики не подлежат ремонту, их стоит сразу заменить на новые. Лишь единичные случаи позволяют вернуть работоспособность датчику. Но сделать это довольно сложно, если под рукой нет необходимых инструментов. Датчик после ремонта долго не проработает.

схема лямбда-зонд, распиновка, показатели напряжения, ошибки


Проверка питания датчика (напряжение на ДК)

Прежде чем заменить датчик, нужно удостовериться, что на него поступает питание и исправны все цепи. Для этого открываем капот и отсоединяем разъем датчика (он прикреплен хомутом к патрубку системы охлаждения).

  1. Проверяем цепь нагревательного элемента. Берём тестер и его «минус» подключаем к двигателю, «плюс» крепим на контакт «В». Включаем зажигание и смотрим на показания тестера: должно показывать 12 В. Если показания тестера меньше 12 В или вообще отсутствуют, то либо разряжен аккумулятор (что маловероятно), либо обрыв цепи питания (устраняем неисправность). Также может быть неисправна ЭБУ, но, как правило, бортовой компьютер сразу свидетельствует о данной ошибке.
  2. Проверяем цепь чувствительного элемента. Измеряем напряжение между контактами «А» и «С». Минус — на «С», плюс — на «А». Напряжение должно быть 0,45 В. Если напряжение отсутствует или отличается на 0,02 В и более, то неисправна цепь питания (нужно найти и устранить) или неисправно ЭБУ (что также маловероятно).

Полностью проверить датчик на работоспособность можно только при помощи осциллографа, которого нет у большинства автолюбителей, поэтому я не вижу смысла описывать данную ситуацию. Скажу лишь то, что для проверки нужно будет искусственно прибеднять и обогащать топливную смесь и смотреть на показания прибора. Если датчик отъездил уже немало — более 100 000 км, то его можно смело заменить. Потому что даже если он и рабочий, чувствительность заметно ухудшилась, что может привезти к лишним затратам на бензин.

Существуют так называемые «иммитаторы лямбда-зонда». Скажу сразу, что они не подойдут к нашим авто, т. к. ЭБУ не читает их сигналы.

  • Датчик кислорода ВАЗ 2114: руководство от проверки до замены- все шаги

Следует точно понимать принцип работы лямбда-зонда. Обратите внимание на следующие ошибки.

Ошибка Р0131Низкий уровень сигнала ДК 1
Ошибка Р0132Высокий уровень сигнала датчика коленвала 1

Низкий уровень сигнала означает, что смесь слишком богатая.

Высокий уровень — смесь слишком бедная.

Данные ошибки показывают состояние топливной смеси, а не фиксируют неисправность датчика. Поэтому при возникновении ошибок сперва нужно смотреть на давление топлива и наличие в системе впуска подсосов воздуха, а уже потом проверять сам датчик.

Лямбда зонд – это датчик концентрации О2 (или проще говоря – кислородный датчик), позволяющий оценивать объем несгоревшего кислорода, содержащегося в отработанных газах. Эти показатели крайне важны, так как благодаря поддержанию определенных пропорций топлива и воздуха, происходит наиболее эффективное сгорание топливовоздушной смеси. Самым лучшим соотношением считается 14,7 частей кислорода на 1 часть бензина. Если это соотношение будет нарушаться, то смесь будет бедной или, наоборот, обогащенной, что, в свою очередь, скажется на расходе топлива и мощности мотора.

Датчик кислорода (лямбда зонд или ДК) определяет количество оставшегося свободного кислорода в выхлопных газах. На основании его данных электронный блок управления двигателем корректирует состав топливно-воздушной смеси. Рассмотрим особенности замены и проверки датчика кислорода на автомобилях LADA.

Где находится датчик кислорода? Управляющий и диагностический датчики концентрации кислорода установлены в системе выпуска автомобилей LADA.

Признаки неисправности датчика кислорода:

  • большой расход топлива;
  • плавающие холостые обороты двигателя;
  • машина плохо разгоняется;
  • и т.д.

Каталожный номер (артикул) ДК:

  • Лада Веста и XRAY — 226А41772R
  • Лада Приора/Калина/Нива 4х4 — 11180-3850010-00
  • Лада Гранта/Калина 2 — 21074-3850010-00
  • Лада Ларгус — 8201071311, 8200632270 и 6001549061

Замена датчиков кислорода. Чтобы избежать ожогов, приступаем к работе после остывания системы выпуска. Перед выворачиванием датчиков отсоединяем колодку с проводами (нажимаем на фиксатор).

  • Для снятия верхнего датчика кислорода потребуется ключ «на 22».
  • Для отворачивания нижнего датчика потребуется смотровая канава и специальная головка «на 22» или можно отрезать ручку обычного рожкового ключа «на 22».

При необходимости обрабатываем соединение датчиков смазкой.

Установка в обратной последовательности. Если датчик используется повторно, обработайте резьбу специальной монтажной пастой, избегая попадания пасты на защитную трубку. Поскольку датчик всасывает эталонный воздух через корпус, его нельзя обрабатывать контактным спреем или смазкой.

Проверка датчика кислорода (оба датчика проверяются аналогично). Самый простой способ — заменить датчик на заведомо исправный.

  • Проверяем напряжение питания нагревательного элемента. Подсоединяем «минусовой» щуп вольтметра (мультиметр в режиме воль двигателя, а другой — к выводу B или №4. Напряжение на выводе должно быть не менее 12 В. Если его нет или оно меньше 12 В, значит разряжен аккумулятор, цепь питания или ЭБУ.
  • Проверяем напряжение между выводами A и C или 1 и 2 (минусовой щуп подсоединяем к выводу C или 1). Напряжение должно быть 0,45 В. Если его нет или оно отличается более чем на 0,02 В, значит неисправна цепь питания или ЭБУ.

Если датчик кислорода неисправен, его меняют на новый. В некоторых случаях можно попытаться его восстановить. А вам приходилось своими руками менять или проверять лямбда зонд? С какими трудностями вы столкнулись?

Ключевые слова: датчики lada xray | датчики лада веста | датчики лада ларгус | датчики лада гранта | датчики лада калина | датчики лада приора | датчики 4х4 | система выпуска lada xray | система выпуска лада веста | система выпуска лада ларгус | система выпуска лада гранта | система выпуска лада калина | система выпуска лада приора | система выпуска 4х4 | ЭСУД Лада Веста | ЭСУД Lada XRAY | ЭСУД Лада Ларгус | ЭСУД Лада Гранта | ЭСУД Лада Калина | ЭСУД Лада Приора | ЭСУД 4х4 | датчики нива | система выпуска нива | эсуд нива | универсальная статья

Поделиться в социальных сетях:

Обнаружили ошибку? Выделите ее и нажмите Ctrl+Enter..

Замена датчика кислорода на калине

Добро пожаловать! Датчик кислорода – это всё же нужный датчик, но некоторые автомобилисты приезжают и просят отключить его чтобы машина по быстрее ехала, на самом деле автомобиль станет резвее, так как датчик кислорода рассчитан на обеднение рабочей смеси, за счёт чего выхлопные газы в атмосферу будут вылетать более чистыми (Экология в связи с этим не страдает), приведём пример чтобы Вы лучше поняли, замечали когда ни будь что карбюраторные автомобили едут быстрее инжекторного впрыска при условии, что л.с., у обоих движков будут одинаковые, всё это связанно именно с датчиком кислорода, именно из-за того что он обедняет смесь, автомобиль не может показать весь свой потонцеал, но зато благодаря нему экология не страдает, по сути больше ни для чего данный датчик и не нужен, работает он по принципу выхлопных газов, т.е., данный датчик завёрнут в приёмную трубу и если выхлопные газы выходят слишком ядовитые, то он подаёт эти показания на блок управления (ЭБУ) в связи с чем блок даёт команду форсункам лить гораздо меньше топлива и смесь обедняется, вот и весь его принцип работы.

Примечание! Для осуществления замены этого датчика, понадобится: Гаечный ключ и всё, никакие накидные брать не нужно, ещё было бы хорошо если Вы бы использовали специальный вороток со специальной головкой, которая нужна именно для того, чтобы датчик кислорода из приёмной трубы вывернуть!

Краткое содержание:

Где находится датчик кислорода? Он завёрнут в выпускной коллектор, сам же коллектор расположен в боковой части двигателя, но так как двигатель на калине стоит не продольно а поперёк, то получается чтобы увидеть коллектор, нужно смотреть в то место, где движок и передняя перегородка стоит (Эта та которая подкапотное пространство, от салона отделяет), заглянув туда и найдя коллектор, присмотритесь где находится сам кислородный датчик (Указан красной стрелкой), по сути всё очень легко и сложностей в его местонахождении у Вас не должно будет возникнуть.

Новая Лада: Лада Калина Устройство, обслуживание, диагностика, ремонт

Когда нужно менять датчик кислорода? При увеличении расхода, данный датчик подлежит замене, кроме того если машина не устойчиво работает на холостых, а так же если она толком не едет и ощущаются перебои в работе движка (То подхват, то резкий спад л.с.), то можно подумать в первую очень про датчики, чтобы определить какой именно датчик вышел из строя (Просто эти симптомы ко многим датчикам относятся), заехать на диагностику придётся, они подключат компьютер к диагностическому разъёму и с его помощью определят, какой именно датчик вышел из строя, а дальше Вы уже сами аккуратно смените датчик и никаких проблем не будет или если в Вашем авто стоит дополнительный бортовой компьютер (Некоторые автолюбители его устанавливают в свои автомобили, потому что он очень удобен и без какой либо диагностики, благодаря нему можно сразу же определить не исправность датчика в движке) то по нему можете посмотреть какие он коды ошибок выдаст и тем самым, не тратя денег на диагностику, уже сами поймёте какой именно датчик нуждается в замене. (! Коды ошибок на Лада Приора можете почитать в другой статье)

Примечание! Мы бы хотели проверку датчика затронуть и объяснить Вам как он именно проверяется, в общём начнём с того что кислородный датчик ходит примерно 50.000 тыс. км., если Ваш датчик уже прошёл примерно такой путь и двигателем начались проблемы которые показаны на ролике выше, то преступайте к проверке датчика на исправность, его можно проверить по разному, легче всего это снять свой и поставить новый (Можете его с точно такой же калины снять, как правило датчики кислорода на них устанавливались идентичные), вторая проверка делается при помощи спец. прибора (Мульти-метра, с включенной функцией Вольтметр), чтобы её провести будет нужно разъединить разъём и колодку проводов датчика кислорода между собой, когда это будет сделано, найдите у разъёма сигнальный вывод (см. маленькое фото ниже) и подсоедините к нему вывод плюс от прибора (Удобней всего через металлическую скрепку его подсоединять, потому что провод идущий от прибора может даже и не достать до вывода), а минус киньте на массу (На двигатель или на кузов например), прибор должен будет выдать показания но они не должны будут превышать 0.45 В, в противном случае (Если превышают) датчик подлежит замене, ну и последняя проверка, требует подключения ноутбука к мозгам и напрямую с ними работать будет нужно, попытаемся всё объяснить, помните мы чуть выше писали насчёт бедной и богатой смеси? Так вот когда что то случается с кислородным датчиком, обычно доп. бортовой компьютер выдаёт либо слишком богатая смесь (Код: «P0172»), либо слишком бедная (Код: «P0171»), он же работает по показаниям мозгов, а те в свою очередь по показанию самого датчика кислорода, убедиться действительно ли со смесью что то не то или же вышел из строя датчик, можно двумя способами, первый производится если у Вас бедная смесь, для этого нужно будет влить шприцем бензина немного во впускной коллектор и в этом случае показания должны будут нормализоваться тут же и компьютер должен будет показать что смесь нормальная), или сделав искусственный подсос (Это если у Вас богатая смесь), такую операцию провести не легко но благодаря ней зато можно на 100% убедиться работает ли датчик кислорода или же нет (Он должен будет показания изменять моментально, если не изменяет или изменяет с запозданием то это значит, что датчик пришёл в негодность, но если же показания изменяются и смесь при этом действительно к примеру бедная, значит что то с двигателем не то, может бензонасос плохо бензин льёт и так далее, в общём это уже совсем другая история)!

Примечание! Перед покупкой данного датчика в автомагазине, берите точно такой же, который и у Вас стоял (Маркировку для этого на старом датчика посмотреть нужно, но для этого датчик конечно же снять придётся), если Вы пренебрежёте этим то двигатель скорее всего будет работать не так как должен, так же категорически не рекомендуем Вам брать кислородные датчики без подогрева, (Даже если Ваш автомобиль таким и оснащался), такие датчики не всегда верные показания могут выдать пока они не нагреются, за счёт чего двигатель опять же будет работать не верно, поэтому перед покупкой нового датчика всё эти нюансы обязательно учитывайте!

1. Снимается датчик очень легко, сперва скидывается минусовая клемма с аккумулятора (Как это сделать, читайте «в этой статье», пункт 1) и после чего разъединяется колода и разъёмов проводов, как только это будет сделано, выкрутите сам датчик за резьбу которая на нём нанесена и тем самым извлеките его из отверстия в выпускном коллекторе и всё, можете устанавливать новый.

Новая Лада: Замена лампочек комбинации приборов Лада Калина [фото]

Дополнительный видео-ролик: Посмотрите ролик в котором рассказывается про кислородный датчик, который расположен по ниже:

Комментарии

Гости не могут оставлять комментарии на сайте, пожалуйста авторизируйтесь.

Товары для LADA по лучшей цене

Подборка аксессуаров для LADA с AliExpress

Содержание

Некоторые автолюбители, которые задаются вопросом о том, как проверить датчик кислорода ВАЗ 2114, думают, что сделать это самостоятельно крайне сложно, однако это не так. Достаточно действовать по инструкции (которую можно найти ниже по тексту). Этого будет вполне достаточно для того, чтобы решить проблему.

ВАЗ 2114 имеет массу сложных электротехнических устройств, каждое из которых нуждается в уходе или периодической профилактике. Электронный блок управления ВАЗа позволяет получить данные о текущем состоянии каких бы то ни было систем автомобиля.

Датчик кислорода (также называемый «лямбда зонд») — один из ключевых элементов авто. Если он выйдет из строя, то работоспособность машины будет нарушена. Для того, чтобы недопустить этого, следует изучить принцип работы устройства, а также технологию проверки датчика кислорода, который вышел из строя.


Датчик кислорода ваз 2114

Датчик кислорода на Лада Калина: оригинал, аналоги, цена, каталожные артикулы

Каталожный артикул / маркировкаЦена в рублях
BOSCH 0 258 006 537, 0 258 986 602 (оригинал)От 2100 – 2400
BREMI 30223 (8 клапанов)От 1900 — 2000
ERA 570023 (8 и 16 клапанов)От 1900 — 2000
FENOX SD10100O7От 1900 — 2000
DENSO DOX-0150От 1900 — 2000
PIERBURG 7.22701.08.0От 1900 — 2000
NGK 95801От 1900 — 2000
FENOX AM28116C3От 1900 — 2000
Металлическая проставкаОт 1900 — 2000
Электронный эмуляторОт 1350
*цены указаны состоянием на май 2021 года

Учитывая высокую стоимость оригинальных деталей, многие автовладельцы предпочитают покупать аналоги подешевле. Разница в цене 20 – 25 %.

Существуют и те, кто удаляет вовсе каталитический наполнитель с выхлопной системы, вваривает приемную трубу, устанавливает обманку под ДКК.

Спустя 80 тыс. км. катализатор Лада Калина приходит в негодность, о чем свидетельствует ряд признаков. По желании клиента мастера СТО удаляют (вырезают) штатный катализатор заменяют «пустышкой».

«Пустышки» изготавливают по схеме: 4-2-2 или 4-2. В народе называются пауками. Это цельная конструкция вместе с муфтой выпускного коллектора, приемной трубой.

Чтобы электронный блок управления не идентифицировал системную ошибку, лямбда зонд заменяют одним из видов обманок:

  • Механической;
  • Электронной.

Принцип действия

Чувствительный элемент датчика можно найти в потоке отработавших газов. Электролит, который расположен в одном из потоков выхлопных газов, нагревается до высокой температуры (350°C). Для ускорения прогрева до рабочей температуры лямбда зонд имеет специальный нагревательный элемент. Датчик устанавливают таким образом, чтобы наконечник на одной из его частей контактировал только с газами, а на другой с чистым воздухом.

Когда в коллекторе скапливается кислород, происходит процесс смены разницы потенциалов. Эта информация передаётся на блок ЭБУ. После этого система меняет количество топлива, которое направляется в цилиндры.

Лада калина замена датчика кислорода

Нужна замена лямбда-зонда на Калине. Что делать?

  • БК сообщает, что обедненная смесь – 4 ответа
  • Нужна электросхема эмулятора кислородного датчика 2 для ВАЗ Калина – 3 ответа
  • Ошибка: Р0102 низкий уровень датчика кислорода, на Калине – 2 ответа
  • Ошибка Р0134 в Лада Калина – 2 ответа
  • Ошибки 0134 и 1135 в Калине – 1 ответ

На Калину установлены два датчика кислорода.

Чтобы снять датчик для начала нужно вынуть держатель провода датчика из отверстия защитного экрана. Затем нужно вывернуть датчик из каталитического коллектора и снять его. Пригодится ключ на 22.

Установка в обратном порядке.

на наш канал в Я ндекс.Дзене

Еще больше полезных советов в удобном формате

БК сообщает, что обедненная смесь

Ошибка: Р0102 низкий уровень датчика кислорода, на Калине

Нужна электросхема эмулятора кислородного датчика 2 для ВАЗ Калина

С каждым годом экологические нормы для автопроизводителей ужесточаются. Это коснулось и отечественного «АвтоВАЗа». С середины «нулевых» годов все машины идут с катализатором. Он призван очистить выхлоп от вредных металлов и отложений, которые идут в атмосферу. Но чтобы эта деталь работала правильно, в конструкции имеются еще и вспомогательные элементы. Один из таких – датчик кислорода. «Калина» 1.6 (8 кл.), тоже им оснащается. Что это за элемент, как он устроен, и каким образом его заменить? Об этом и не только читайте в нашей сегодняшней статье.

Характеристика

Устанавливается на автомобиль «Лада Калина» датчик кислорода с целью определить количество оставшегося О2 в выхлопе. Иное название данного датчика – лямбда-зонд. Это название происходит от греческой буквы λ. Именно этим символом обозначается избыток воздуха в отработавших газах. Датчик призван не только измерять концентрацию О2, но и поддерживать стабильную работу двигателя на разных его режимах работы (поскольку тесно связан с электронным блоком управления).

Где находится?

Поскольку датчик кислорода «Калины» 1.6 призван измерять остаточный О2 в газах, находится он в системе выхлопа. Деталь располагается прямо за выпускным коллектором (так называемым «пауком»). Внешне элемент похож на длинную свечу с проводами. Как выглядит датчик кислорода «Калины» 1.6, читатель может увидеть в нашей статье.

Устройство

Лямбда-зонд состоит из следующих элементов:

  • Керамического изолятора.
  • Кольца и манжет (служат для качественного уплотнения).
  • Наконечника с просверленным отверстием.
  • Защитного щитка (тоже имеет отверстие для выпуска выхлопных газов).
  • Спирали (она помещена в отдельный резервуар).
  • Токопроводящего контакта.
  • Проводки.

Все это заключено в металлический термостойкий корпус. Датчик кислорода «Калины» крепится к выпускному коллектору благодаря резьбовому соединению.

Отметим, что технические характеристики лямбда-зонда не позволяют производить замеры при температуре ниже 250 градусов Цельсия. Чтобы датчик кислорода «Калины» показывал верные значения, его керамический наконечник должен нагреться до рабочих температур. Таковыми считаются значения 300-400 градусов Цельсия.

Но как элемент работает при запуске авто «на холодную»? В таком случае блок управления использует усредненные значения лямбды, что идут от иных датчиков (числа оборотов коленвала и температуры охлаждающей жидкости). В цилиндрах сгорает немного больше топлива, чем предусмотрено нормами.

Проверка датчика кислорода ВАЗ 2114

Датчик необходим для того, чтобы ЭБУ автомобиля могла получить информацию о количестве чистого кислорода, который остаётся в выхлопных газах.

Дополнительная информация. Датчик состоит из керамического электролита, способного переносить даже высокие температуры. Электролит выполнен из диоксида циркония, а его поверхность обрабатывается оксидом иттрия. Напыление из платины покрывает поверхность оксида. Платина является крайне нужным материалом для датчика, ведь она имеет максимально возможную теплопроводность.


Схема датчика кислорода
Для того, чтобы произвести проверку датчика, следует сделать следующее:

  1. Прогреть двигатель.
  2. Для проверки датчика можно воспользоваться тестером. Один щуп тестера нужно подключить к минусовой клемме мотора, а другой к контакту «В» датчика. Если напряжение равняется 12В, то устройство находится в полностью исправном состоянии. В противном случае это означает, что оборвалась одна из цепей контактов датчика кислорода.
  3. Уже после этого нужно выполнить проверку всех контактов самых чувствительных элементов. Речь идёт об элементах «С» и «А». Для того, чтобы этого сделать, нужно поставить плюсовой щуп на контакт «А». Если прибор исправен, то тестер покажет 0.45В. В случае, если показатель отличается, то прибор нуждается в срочной замене.

Как работает датчик кислорода

Датчик кислорода калина (8 клапанов) имеет также другое название — лямбда зонд. Он позволяет замерить уровень концентрации кислорода, который остается в выхлопной системе автомобиля. Лямбда-зонд также связан с электронным блоком управления, поэтому помимо замера уровня кислорода, он позволяет также стабилизировать рабочий процесс двигателя. ДК отправляет показания на электронный блок управления и распоряжается подачей топливной смеси. Он регулирует подачу топлива для того чтобы не превышать норматив выхлопных газов.

Датчик кислорода обедняет топливную смесь, поэтому некоторые водители его пытаются убрать. Таким образом, движение автомобиля будет гораздо быстрее, правда это пагубно будет сказываться на окружающей среде. Даже если сравнить 2 автомобиля с одинаковой мощностью, количеством лошадиных сил, но на одном установлен датчик, а на втором он отсутствует, то второй автомобиль будет разгоняться гораздо быстрее. Встает насущный вопрос, что будет более важно – экология окружающей среды или увеличенный разгон.

Датчик кислорода определяет газы в выхлопной системе и, при отклонении от нормы, передает информацию на электронный блок управления. После, электронный блок управления передает команду форсункам обеднить смесь (заливать меньше топлива).

ДК изготовлен из термоустойчивых материалов, потому что он неизбежно сталкивается с повышенными тепловыми нагрузками. На поверхности ДК имеет керамический состав и напыление из платины. Благодаря своим свойствам, он может спокойно находиться в температуре 305 градусов.

Подключение датчика кислорода на ВАЗ 2114 в случае, если он вышел из строя

Для того, чтобы заменить сломанный датчик, следует сделать следующее:

  • отправиться в автомобильный магазин со сломанным прибором. Это нужно для того, чтобы вы могли сверить маркировки на устройствах. В противном случае автолюбитель может приобрести не тот прибор, который ему нужен. Для того, чтобы этого не произошло, следует внимательно сверить маркировку, которая располагается на корпусе устройства;
  • необходимо выключить двигатель и дать ему остыть. Если этого не сделать, то заменить датчик не получится;
  • после этого нужно отсоединить от датчика все провода;
  • теперь необходимо открутить датчик кислорода обычным гаечным ключом;
  • когда эта задача будет выполнена, автомобилисту остаётся поставить новый датчик. Сделать это предельно просто, однако необходимо проявлять осторожность, иначе можно запросто сорвать резьбу. Для того, чтобы недопустить столь неприятной поломки, необходимо вкрутить датчик как можно более медленно;
  • после этого следует заняться соединением контактов датчика по схеме распиновки.


Установленный датчик кислорода
На все операции по установке нового датчика может потребоваться примерно 60-90 минут. Этого будет вполне достаточно для того, чтобы сделать всё максимально осторожно и аккуратно.

Для того, чтобы лучше понимать особенности этого устройства, необходимо изучить конструкцию лямбда зонда.

Как проверить лямбда зонд на ВАЗ 2114 как можно быстрее

Для того, чтобы не затягивать этот процесс, следует разобраться в конструкции устройства.

  1. Одна из основных частей датчика — это защитные наконечники (экранированные), которые можно найти на двух сторонах электролита. Именно на них располагаются отверстия, предназначенные для выхлопных газов. Также эти отверстия могут использоваться для забора воздуха. Именно наконечники являются главной функциональной частью прибора. По ним устройство может определить разность потенциалов.
  2. Внутри наконечников располагается коллектор. Также его называют элементом, имеющим высокую проводимость тока.
  3. Между наконечниками располагается специальный прибор, который считывает электросигнал.
  4. Также следует понимать назначение проводов. Провода белого цвета нужны для питания устройства. Один из чёрных проводов используется для передачи данных к ЭБУ, а другой нужен для заземления.

Напряжение на датчике кислорода ВАЗ 2114, а также другие технические показатели

Каждый показатель имеет свои стандартные значения. В случае, если они меняются, то это ясный сигнал наличия каких-либо неисправностей.

Для того, чтобы определить неисправность датчика, следует обращать внимание не такие признаки, как:

  1. Увеличение расхода топлива.
  2. Появление каких бы то ни было отчётливых потрескиваний. Обычно они возникают в том месте, где расположен датчик кислорода. Чаще всего потрескивания возникают в тот момент, когда двигатель выключен.
  3. Наличие проблем с мотором на низких оборотах.

Лямбда зонд, используемый в серийных системах впрыска, не может регистрировать изменения в составе смеси, существенно отличающиеся от 14.7:1.


Проверка лямбда-зонда

Совет. Также проверить датчик кислорода следует в случае возникновения ошибок 134 или 131. Об их наличии можно судить по информации с приборной панели авто. Эти ошибки говорят о том, что датчик подаёт неверный сигнал. Это означает, что проблема заключается в проводке датчика. Ещё одна причина может быть связана с недостаточно качественным заземлением устройства на корпусе авто. В некоторых случаях возникает ошибка 132. Она означает, что топливная смесь, поддающаяся в автомобиль, слишком «бедная».

Для того, чтобы решить какую-либо проблему, связанную с устройством, следует изучить схему распиновки. Только после этого можно начинать проверку устройства. Где же находится датчик кислорода?

  1. В моделях, имеющих двигатель объёмом 1.5 л, он располагается в самой верхней части приёмной трубы. Датчик может располагаться рядом с резонатором.
  2. Если же речь идёт об автомобиле, имеющем двигатель объёмом 1.6 литра, то датчик можно найти в подкапотном пространстве. Обычно он располагается на выхлопном коллекторе силового агрегата. Следует учитывать, что на новых моделях имеется сразу несколько датчиков кислорода. Они располагаются недалеко друг от друга, поэтому найти их предельно просто.

Замена датчика кислорода Калина (лямбда-зонд)

16.06.2018

9444

Ремонт

В этой статье я поделюсь полезной информацией, касающейся замены датчика кислорода, или, как его еще называют, лямбда зонд, на автомобиле Лада Калина. Датчик кислорода представляет собой довольно сложную штуку, которая определяет количество кислорода в выхлопных газах. На основании этой информации происходит коррекция топливовоздушной смеси.

Логичным будет замечание, что если данный датчик выйдет из строя, то смесь в двигателе начнет формироваться неправильно и двигатель будет либо переливать (богатая смесь), либо беднить (бедная смесь). А из этого вытекают и основные признаки неисправности лямбда-зонда:

  • Неустойчивая работа двигателя на холостом ходу, плавающий холостой. Но следует заметить, что причиной этому может быть поломка и других датчиков – РХХ, ДПДЗ и др.
  • Увеличился расход топлива. Но, так же замечу, что расход может увеличиться из-за забитых форсунок и прочего.
  • Снизилась динамика мотора, давим на газ, но не получаем должной отдачи. Здесь, как и в предыдущих случаях, виной могут быть и другие датчики – ДД, ДФ и другое.

Почему ломается датчик кислорода на автомобилях Калина, по каким причинам он выходит из строя?

  1. Во-первых, плохой бензин. Причем качество бензина отражается на работе всего двигателя в целом, а не только на ДК.
  2. Вторая причина – попадание масла на поверхность датчика. Это может происходить из-за изношенных поршневых колец или маслосъемных колпачков. Поэтому если двигатель активно «кушает» масло, то лучше повременить с заменой датчика и сперва устранить масложер.
  3. Третья причина – перегрев чувствительного элемента зонда. Такое может произойти из-за пережатых выпускных клапанов или слишком бедной смеси.

Перейдем к основной теме статьи – замена датчика кислорода на Калине. Установлен он в задней части двигателя, если можно так сказать, на выпускном коллекторе перед катализатором. В принципе, добраться будет не особо сложно.

Перед тем, как отсоединить фишку от датчика, снимите «-» клемму с АКБ.

Что бы открутить лямбду на СТО используют специальный ключ – вроде накидного, только с небольшим разрезом для провода. Но в домашних условиях подойдет и обычный рожковой. Что бы легче было срывать датчик с места предварительно обрызгайте его WD-40 и подождите пару минут, пока жидкость проникнет в глубь. Лично у меня он выкрутился вообще без проблем.

Старый датчик кислорода заменил на новый BOSCH 0258006537, какой и стоял. Порадовал тот факт, что купленный датчик был хорошо упакован, а резьба смазана графитной смазкой.

Замена и проверка датчика концентрации кислорода на LADA

Замена и проверка датчика концентрации кислорода на LADA

Датчик кислорода (лямбда зонд или ДК) определяет количество оставшегося свободного кислорода в выхлопных газах. На основании его данных электронный блок управления двигателем корректирует состав топливно-воздушной смеси. Рассмотрим особенности замены и проверки датчика кислорода на автомобилях LADA.

Где находится датчик кислорода? Управляющий и диагностический датчики концентрации кислорода установлены в системе выпуска автомобилей LADA.

Замена датчиков кислорода. Чтобы избежать ожогов, приступаем к работе после остывания системы выпуска. Перед выворачиванием датчиков отсоединяем колодку с проводами (нажимаем на фиксатор).

специальный ключ для замены датчика кислорода LADAзамена датчика кислорода LADAзамена датчика кислорода LADA

При необходимости обрабатываем соединение датчиков смазкой.

Установка в обратной последовательности. Если датчик используется повторно, обработайте резьбу специальной монтажной пастой, избегая попадания пасты на защитную трубку. Поскольку датчик всасывает эталонный воздух через корпус, его нельзя обрабатывать контактным спреем или смазкой.

Проверка датчика кислорода (оба датчика проверяются аналогично). Самый простой способ — заменить датчик на заведомо исправный.

Если датчик кислорода неисправен, его меняют на новый. В некоторых случаях можно попытаться его восстановить. А вам приходилось своими руками менять или проверять лямбда зонд? С какими трудностями вы столкнулись?

Изображение Артикул Наименование Производитель Цена Наличие В корзину
  OBD-BT01    Bluetooth OBDII — адаптер для диагностики     Китай        2000 / 1500 р. Дисконт: 1000 р.        >10    
  DC1711    Датчик температуры двигателя Рено Дастер индикатор цифровой с экраном     РФ        2300 / 1900 р. Дисконт: 1650 р.        8    
  multi-vc731    Бортовой компьютер Multitronics vc731     Multitronics        9500 / 8700 р. Дисконт: 8400 р.        1    
  multi-vc730    Бортовой компьютер Multitronics vc730     Multitronics        8000 / 7300 р. Дисконт: 6900 р.        1    
  DC1250    Набор флажковых предохранителей малый (10шт)     Аналог        200 / 150 р. Дисконт: 100 р.        5    
  OBD-WF01    Wi-Fi OBDII ELM327 — адаптер для диагностики     Китай        3000 / 2000 р. Дисконт: 1500 р.        8    
  DC691-LA6-V003    Противоугонная защита электронного блока управления (ЭБУ) для Duster 2015, Largus, Logan 2, Sandero 2, Vesta, Xray, Arkana     РФ        4900 / 3900 р. Дисконт: 3400 р.        1    
  PU-4TC-BLACK    Парктроник Multitronics PU-4TC для бортовых компьютеров (цвет датчиков-черный)     Multitronics        4000 / 3800 р. Дисконт: 3400 р.        2    
  DC954-8200719629    Датчик абсолютного давления в коллекторе МАП-сенсор на двиг 2,0 и 1,6 — F4R/K4M оригинал 8200719629     Оригинал        2500 / 1900 р. Дисконт: 1700 р.        3    
  DC1143    Кнопка (джойстик) управления зеркалами Рено оригинал 255706283R     Оригинал        700 / 500 р. Дисконт: 450 р.        4    
  DC1949    Датчик уровня топлива Дастер, Ларгус, Логан и др.     ASAM        1900 / 1300 р. Дисконт: 1000 р.        1    
  DC1999    Щетки для генератора VALEO     Аналог        300 / 150 р. Дисконт: 100 р.        1    
  DC1728    Гудок от Волги — звуковой сигнал (комплект 2 тона)     РФ        3000 / 2400 р. Дисконт: 1950 р.        3    
  DC190    Монитор для камеры заднего вида, складной      Китай        2500 / 2000 р. Дисконт: 1700 р.        1    
  DC1998    Кольца контактные для генератора VALEO (1 шт)     Аналог        1100 / 800 р. Дисконт: 700 р.        4    
  DC990-8200060049    Выключатель обогрева сидения оригинал 8200060049     Оригинал        800 / 700 р. Дисконт: 600 р.        3    
  DC1195    Набор предохранителей 180шт в пластиковой коробке     Китай        1000 / 800 р. Дисконт: 700 р.        1    
  DC997-255678753R    Переключатель подрулевой правый аналог 255678753R (MODIS)     Аналог        2800 / 2700 р. Дисконт: 2400 р.        1    
  DC485-497612479R    Датчик давления жидкости ГУР оригинал Рено 497612479R     Оригинал        2000 / 1600 р. Дисконт: 1300 р.        1    
  DC1360-7711238598    Аккумуляторная батарея АКБ оригинал Рено 7711238598     Оригинал        26000 / 24000 р. Дисконт: 24000 р.        1    
  DC1754-104035756    Концевик двери Лада Веста HANS PRIES TOPRAN (1шт.) 104035756     Аналог        300 / 200 р. Дисконт: 100 р.        6    
  PU-4TC-GREY    Парктроник Multitronics PU-4TC для бортовых компьютеров (цвет датчиков-серый)     Multitronics        4000 / 3500 р. Дисконт: 3200 р.        2    
  DC1027-8201167988    Переключатель подрулевой левый с ПТФ артикул 8201167988 / 255400337R     Оригинал        6000 / 4700 р. Дисконт: 4000 р.        1    
  DC1826-35372201    Предохранитель штыревой 7,5А 35.3722-01 (1шт.)     Оригинал        10 / 7 р. Дисконт: 6 р.        5    
  DC1833    Наконечник гнездовой серии 6,3 с фиксацией (без провода)     РФ        10 / 7 р. Дисконт: 5 р.        5    
  DC1945    Смазка для электроконтактов и клемм АКБ Liqui Moly     Аналог        600 / 400 р. Дисконт: 300 р.        2    
  DC1950-172024388R    Бензонасос Ларгус, Логан и др. (один штуцер) 172024388R оригинал     Оригинал        8400 / 7300 р. Дисконт: 7300 р.        3    
  DC1827-35372202    Предохранитель штыревой 10А 35.3722-02 (1шт.)     Оригинал        80 / 30 р. Дисконт: 15 р.        6    
  DC1828-35372203    Предохранитель штыревой 15А 35.3722-03 (1шт.)     Оригинал        10 / 7 р. Дисконт: 5 р.        1    
  DC1830-35372205    Предохранитель штыревой 25А 35.3722-05 (1шт.)     Оригинал        70 / 40 р. Дисконт: 20 р.        6    
  DC1881    Колодка-разъем фары Н4 с проводами Дастер, Веста, Террано, Логан и др. универсальный (1шт.)     Аналог        100 / 60 р. Дисконт: 50 р.        4    
  DC1737    Звуковой сигнал 2 тона (комплект Airline)     РФ        1600 / 1200 р. Дисконт: 900 р.        2    
  DC1404    Активатор замка крышки багажника и дверей (Asam/MANOVER аналог 7700712901)     Аналог        1400 / 900 р. Дисконт: 700 р.        1    
  DC1812-6001547488    Резистор печки Дастер, Логан, Террано, Сандеро, Каптур и др. оригинал 6001547488     Оригинал        1500 / 1200 р. Дисконт: 950 р.        1    
  DC1829-35372204    Предохранитель штыревой 20А 35.3722-04 (1шт.)     Оригинал        10 / 7 р. Дисконт: 5 р.        2    
  DC1914    Разъем кнопки подогрева сидений аналог 98172-1003 Molex с проводами с проводами     Аналог        250 / 200 р. Дисконт: 150 р.        2    
  DC1944    Клемма аккумуляторная быстросъемная минусовая с зажимом (1шт.)     Аналог        1100 / 950 р. Дисконт: 700 р.        2    
  DC2132-110678071R    Реле блок управления свечей накала K9K Рено оригинал 110678071R     Оригинал        6500 / 5900 р. Дисконт: 5500 р.        1    
  DC2167-172024388R    Модуль бензонасоса в сборе Ларгус, Логан и др. аналог 172024388R     Аналог        6100 / 5600 р. Дисконт: 5000 р.        2    
  DC1729    Пневмогудок — звуковой сигнал пневматический (комплект)     РФ        2200 / 1800 р. Дисконт: 1500 р.        1    
  DC1742-723377705    Реле стеклоочистителя с регулировкой паузы с датчиком дождя (723.3777-05 с датчиком дождя)     РФ        2300 / 2000 р. Дисконт: 1700 р.        2    
  DC634-601986892R    Датчик скорости (заглушка) для машин с АБС оригинал 601986892R     Оригинал        1900 / 1300 р. Дисконт: 1000 р.        2    
  DC1793    Разъем катушки зажигания Дастер, Террано, Каптур     Оригинал        600 / 500 р. Дисконт: 450 р.        7    
  DC1825-353722    Предохранитель штыревой 5А 35.3722 (1шт.)     Оригинал        20 / 10 р. Дисконт: 5 р.        8    
  DC1831-35372206    Предохранитель штыревой 30А 35.3722-06 (1шт.)     Оригинал        15 / 10 р. Дисконт: 5 р.        8    
  DC1927    Разъем патрон для бесцокольной лампы Т10 W5W с проводами     Аналог        120 / 80 р. Дисконт: 60 р.        3    
  DC1935-255404709R    Переключатель подрулевой левый (без пер ПТФ, гудок на руле 2015-) оригинал 255404709R     Оригинал        8500 / 6500 р. Дисконт: 4900 р.        1    
  DC1958-793710    Концевик бардачка 1118,2170,2180 Веста, Ручника 2123 — 79.3710 оригинал     Оригинал        200 / 120 р. Дисконт: 100 р.        2    
  DC1960    Поддон под аккумулятор (коврик лоток под АКБ) Ларгус, Веста и др.     Оригинал        300 / 200 р. Дисконт: 150 р.        2    
  DC2100-251451432R    Кнопка отключения ESP Дастер, Икс Рей, Рено, Лада 251451432R оригинал     Оригинал        2500 / 1900 р. Дисконт: 1500 р.        2    
  DC2121-8200263342    Реле коричневое 4 контакта 20А ПТФ, омыватель и др. Рено оригинал 8200263342     Оригинал        900 / 600 р. Дисконт: 400 р.        1    
  DC2135-8200671275    Датчик давления масла Дастер и др. оригинал 8200671275     Оригинал        2500 / 2100 р. Дисконт: 1750 р.        2    
  DC2434-ZD172289    Вентилятор отопителя для авто с кондиц. Sontian ZD172289 аналог N109986D     Аналог        8100 / 7600 р. Дисконт: 7500 р.        1    
  DC2124-7701418358    Антенный переходник JASO — ISO оригинал Рено 7701418358     Оригинал        400 / 250 р. Дисконт: 200 р.        1    
  DC1773-983747    Реле автомобильное 12V 5-ти контактное 98.3747     РФ        250 / 180 р. Дисконт: 120 р.        1    
  DC996-255675128R    Переключатель подрулевой левый артикул 255675128R     Оригинал        4700 / 4300 р. Дисконт: 3800 р.        2    
  DC2067-7700712901    Активатор замка двери (соленоид) Дастер, Логан, Террано и др. оригинал 7700712901     Оригинал        3500 / 2600 р. Дисконт: 2200 р.        2    
  DC1665-21800141301000    Датчик абсолютного давления и температуры в коллекторе МАП-сенсор 1,6л ВАЗ 21129 оригинал 21800141301000     Оригинал        2800 / 2200 р. Дисконт: 1900 р.        1    
  DC1816-284375765R    Датчик парктроника 284375765R оригинал (1шт.)     Оригинал        2000 / 1400 р. Дисконт: 1100 р.        2    
  DC1841    Наконечник кольцевой 8,2мм (без провода под обжим)     РФ        10 / 7 р. Дисконт: 5 р.        4    
  DC1900    Разъем обогрева сиденья Веста, Ларгус, Икс-Рей и др. Рено, Лада, Ниссан     Аналог        250 / 200 р. Дисконт: 150 р.        6    
  DC1919    Концевик двери Лада Веста, ВАЗ 2190, 1118, 2123 оригинал     Оригинал        150 / 80 р. Дисконт: 60 р.        4    
  DC1933    Держатель предохранителя плоского с крышкой и проводом от 1 до 30А     Аналог        190 / 120 р. Дисконт: 90 р.        2    
  DC1943    Клемма аккумуляторная быстросъемная плюсовая с зажимом (1шт.)     Аналог        900 / 700 р. Дисконт: 550 р.        1    
  DC1946    Смазка защита клемм и контактов 210 мл LAVR аэрозоль в баллоне     Аналог        600 / 400 р. Дисконт: 300 р.        2    
  DC1947    Очиститель электрических контактов аэрозоль 0.2L     Аналог        500 / 300 р. Дисконт: 200 р.        2    
  DC2118-7700844253    Реле желтое вентилятора, бензонасоса Дастер, Логан, Сандеро, Террано и др. оригинал 7700844253 20240077     Оригинал        1300 / 1000 р. Дисконт: 800 р.        1    
  DC2128-8200308271    Реле розовое 4 контактное 40А Рено оригинал 8200308271     Оригинал        800 / 500 р. Дисконт: 350 р.        1    
  DC2130-8200351488    Реле синее 4 контактное 70А Рено оригинал 8200351488     Оригинал        600 / 400 р. Дисконт: 250 р.        1    
  DC2136-8200680689    Датчик детонации Дастер и др. оригинал 8200680689     Оригинал        3000 / 2200 р. Дисконт: 1800 р.        1    
  DC2253-7700427640    Концевик на двери (выключатель) аналог 7700427640 AVTOGRAD     Аналог        600 / 400 р. Дисконт: 300 р.        8    
  DC1743-75377710    Реле автомобильное 12V дополнительное 75.3777-10     РФ        250 / 150 р. Дисконт: 100 р.        2    
  DC623-8200547283    Датчик скорости оригинал Рено 8200547283 / 6001548870 (без АБС)     Оригинал        1600 / 1100 р. Дисконт: 900 р.        1    
  DC2181-7701044743    Датчик положения дроссельной заслонки 7701044743 (оригинал Автоваз)     Оригинал        1600 / 1200 р. Дисконт: 800 р.        1    
  DC2033-8200671272    Датчик давления масла Дастер, Террано, Каптур F4R, K9K и др. оригинал 8200671272     Оригинал        2200 / 1800 р. Дисконт: 1300 р.        1    
  DC1832    Наконечник гнездовой серии 6,3 с фиксацией (обжатый с проводом)     РФ        15 / 10 р. Дисконт: 8 р.        >10    
  DC1844    Наконечник штыревой серии 6,3 с фиксацией (без провода под обжим)     РФ        20 / 10 р. Дисконт: 6 р.        >10    
  DC1842    Наконечник кольцевой 8,2мм (с проводом)     РФ        45 / 30 р. Дисконт: 20 р.        3    
  DC1843    Наконечник штыревой серии 6,3 с фиксацией (обжатый с проводом)     РФ        45 / 30 р. Дисконт: 15 р.        >10    
  DC1847    Гофра для кабеля разрезная диаметром 6.8 мм (трубка гофрированная с разрезом) цена за 1 метр     РФ        50 / 30 р. Дисконт: 25 р.        >10    
  DC1848    Гофра для кабеля разрезная диаметром 11.5 мм (трубка гофрированная с разрезом) цена за 1 метр     РФ        50 / 30 р. Дисконт: 25 р.        >10    
  DC1850    Гофра для кабеля разрезная диаметром 9.4-9.8 мм (трубка гофрированная с разрезом) цена за 1 метр     РФ        50 / 30 р. Дисконт: 25 р.        >10    
  DC1892    Разъем датчика коленвала Веста, компрессора, поворотников Рено, Лада, Ниссан     Аналог        100 / 70 р. Дисконт: 50 р.        2    
  DC1907-12010996    Разъем втягивающего реле Веста 12010996     Аналог        110 / 80 р. Дисконт: 70 р.        1    
  DC1915    Колодка разъем держатель предохранителя с проводами     Аналог        110 / 80 р. Дисконт: 60 р.        2    
  DC1916    Колодка подключения 5-ти контактного реле с проводами     Аналог        110 / 80 р. Дисконт: 60 р.        2    
  DC1917    Провод автомобильный ПВАМ 1,0 кв.мм, 5м.     Аналог        190 / 130 р. Дисконт: 100 р.        1    
  DC1918    Разъем лямбда-зонда, датчика кислорода, топливного насоса     Аналог        300 / 240 р. Дисконт: 200 р.        1    
  DC1959    Разъем прикуривателя Ларгус и др.     Аналог        300 / 200 р. Дисконт: 150 р.        1    
  DC2034-0272220736    Регулятор напряжения Дастер, Террано, Логан и др. BOSCH 0272220736     Оригинал        3100 / 2300 р. Дисконт: 1900 р.        1    
  DC2120-8200766093    Реле синее 4 контактное Рено оригинал 8200766093     Оригинал        900 / 600 р. Дисконт: 400 р.        1    
  DC2123-7700639864    Реле указателя поворота Рено оригинал 7700639864     Оригинал        3000 / 2500 р. Дисконт: 2200 р.        1    
  DC2125-8200263345    Реле коричневое 4 контакта 20А Рено оригинал 8200263345     Оригинал        1200 / 900 р. Дисконт: 800 р.        1    
  DC2126-8200766081    Реле синее 4 контактное 35А Рено оригинал 8200766081     Оригинал        700 / 400 р. Дисконт: 250 р.        1    
  DC2129-7700844253    Реле желтое 5 контактное 40А Рено оригинал 7700844253     Оригинал        1500 / 1000 р. Дисконт: 800 р.        1    
  DC2131-8200859243    Реле блок управления свечей накала K9K Рено оригинал 8200859243     Оригинал        7000 / 6300 р. Дисконт: 5900 р.        1    
  DC2133-8201279378    Датчик бокового удара подушек безопасности Дастер и др. оригинал 8201279378     Оригинал        1100 / 800 р. Дисконт: 600 р.        1    
  DC2134-497610324R    Датчик давления ГУР Дастер и др. оригинал 497610324R     Оригинал        1400 / 1100 р. Дисконт: 800 р.        1    
  DC2137-7700422630    Датчик заднего хода Дастер и др. (2 контакта, овальный разъем) оригинал 7700422630     Оригинал        1500 / 1200 р. Дисконт: 1000 р.        1    
  DC2138-8200209496    Датчик заднего хода Дастер и др. (2 контакта, прямоугольный разъем) оригинал 8200209496     Оригинал        1400 / 1100 р. Дисконт: 800 р.        1    
  DC2221-438285    Стартер Веста, Ларгус, Икс-рей, Гранта и др. ВАЗ-2190,1117,1118,1119,2170 (МКПП с трос. приводом) VALEO 438285     Аналог        5200 / 4900 р. Дисконт: 4500 р.        1    
  intro iso ant-1    Переходник антенный Intro iso ant-1     INTRO        500 / 350 р. Дисконт: 300 р.        0    
  intro iso fr-12    Переходник для подключения магнитолы     INTRO        500 / 450 р. Дисконт: 400 р.        0    
  multi-c590    Бортовой компьютер Multitronics C590     Multitronics        7500 / 7200 р. Дисконт: 6900 р.        0    
  multi-cl590    Бортовой компьютер Multitronics CL590 (без голосового синтезатора)     Multitronics        7000 / 6300 р. Дисконт: 5900 р.        0    
  DC689    Противоугонная защита с замком для разъёма OBD2      РФ        5000 / 4000 р. Дисконт: 3500 р.        0    
  DC1913    Разъем подогрева сидений (колодка 4-х контактная штыревая аналог 98822-1045 Molex с проводами)     Аналог        300 / 200 р. Дисконт: 150 р.        0    
  INTRO-PT-04    Парктроник с камерой заднего вида в комплекте (черный)     INTRO        5200 Дисконт: 5200 р.        0    
  Incar-VDR    Зеркало заднего вида с видеорегистратором и монитором     INTRO        25000 / 19900 р. Дисконт: 19000 р.        0    
  DC2034-593546    Регулятор напряжения Дастер, Террано, Логан и др. VALEO 593546 (2 контакта аналог 7701055052)     Аналог        4300 / 3300 р. Дисконт: 2900 р.        0    
  DC1736    Гнездо прикуривателя дополнительное с крышкой     РФ        800 / 500 р. Дисконт: 300 р.        0    
  DC1750    Насос для замены масла через щуп     РФ        2800 / 2100 р. Дисконт: 1800 р.        0    
  INTRO-PT-05    Парктроник с камерой заднего вида в комплекте (серый)     INTRO        5200 Дисконт: 5200 р.        0    
  DC2219-407009322R    Датчик давления в шинах Рено 407009322R оригинал     Оригинал        2200 / 1900 р. Дисконт: 1500 р.        0    
  DC1520    Втягивающее реле 1.6 h5M аналог 233003999R     Аналог        4500 / 3000 р. Дисконт: 3000 р.        0    
  DC2002-8200194414    Насос стеклоомывателя Дастер, Логан, Сандеро, Ларгус оригинал 8200194414     Оригинал        4500 / 3000 р. Дисконт: 3000 р.        0    
  VR-518    Видеорегистратор VR-518     INTRO        3600 Дисконт: 3600 р.        0    
  DC1739    Мультиметр цифровой с прозвонкой (инструмент)     РФ        1000 / 800 р. Дисконт: 700 р.        0    
  DC1867    Разъем подключения спинки обогревателя сидения для Ларгус, Веста, X-Ray     Аналог        100 / 60 р. Дисконт: 45 р.        0    
  DC2122-8200351489    Реле серое 5 контактов 35А Рено оригинал 8200351489     Оригинал        900 / 600 р. Дисконт: 400 р.        0    
  DC2139-8200177718    Датчик заднего хода Дастер и др. (3 контакта, прямоугольный разъем) оригинал 8200177718     Оригинал        3000 / 2270 р. Дисконт: 2270 р.        0    
  DC129    Зеркало заднего вида с видеорегистратором и камерой заднего вида в комплекте     Китай        8500 Дисконт: 8500 р.        0    
  DC2119-7700414484    Реле черное 5 контактное 20А Рено оригинал 7700414484     Оригинал        900 / 600 р. Дисконт: 500 р.        0    
  DC1775-VDC118    Камера заднего вида SWAT VDC-118 /в штатное место LADA Vesta, X-Ray, Калина     РФ        3000 / 2700 р. Дисконт: 2500 р.        0    
  DC1821    Адаптер кнопок руля и джойстика для Лада/Рено и магнитол со встроенным рулевым интерфейсом     РФ        2300 / 1800 р. Дисконт: 1400 р.        0    
  DC2127-8200841587    Реле синее 4 контактное 40А Рено оригинал 8200841587     Оригинал        1300 / 900 р. Дисконт: 700 р.        0    
  DC1134-7700427640    Концевик на двери (выключатель) оригинал 7700427640     Оригинал        800 / 500 р. Дисконт: 400 р.        0    
  DC653    Бортовой компьютер Ancel (Анкель)     Китай        3800 / 3200 р. Дисконт: 2700 р.        0    
  DC642    2.4G Беспроводной RCA Видео Передатчик-Приемник (Комплект для подключения камеры к монитору)     Китай        1700 / 1300 р. Дисконт: 1000 р.        0    
  VCO-2-02    Подголовник с монитором для Рено Дастер (черный)     Китай        8800 Дисконт: 8800 р.        0    
  VCO-1-02    Видеорегистратор VICO-TF2 PREMIUM для Рено Дастер     VICO        5900 Дисконт: 5900 р.        0    
  VCO-1-01    Видеорегистратор VICO-SF2 для Рено Дастер     VICO        4700 Дисконт: 4700 р.        0    
  VCO-1-03    Видеорегистратор VICO-TF2+ PREMIUM для Рено Дастер     VICO        6700 Дисконт: 6700 р.        0    
  VCO-1-04    Видеорегистратор VICO-WF1 для Рено Дастер     VICO        8000 Дисконт: 8000 р.        0    
  VCO-2-01    Подголовник с монитором для Рено Дастер (серый)     Китай        7800 Дисконт: 7800 р.        0    

Симптомы проблем с кислородным датчиком BMW — baydiagnostic

Неисправность автомобиля — одна из самых страшных и презираемых проблем, с которыми может столкнуться средний владелец автомобиля . Даже когда у вас возникают проблемы с автомобилем, зная, что его нужно отвезти к автомеханику , фактический опыт часто настолько травматичен, что многие люди предпочитают идти к стоматологу. В то время как проблемы с автомобилем , как правило, дороги, отнимают много времени и неудобны, становится обязательным регулярно привозить свой автомобиль к автомобильному специалисту.Если у вас есть BMW , Mini или другие автомобили немецкого производства , то ваше отношение к уходу за автомобилем может немного отличаться. Владельцам BMW посчастливилось управлять одним из самых востребованных автомобилей на рынке, и ситуация не менялась десятилетиями. Когда вы сталкиваетесь с проблемой на своем BMW , единственный способ решить проблему — обратиться к высококвалифицированному механику. Некоторые проблемы возникают чаще, чем другие, в зависимости от марки вашего автомобиля.С BMW проблем немного и они редки, однако одна из возможных проблем, которая может возникнуть, — это неисправный кислородный датчик . Есть несколько важных симптомов поврежденного кислородного датчика , о которых вам следует знать, чтобы вы могли обнаружить проблему на ранней стадии и предотвратить возникновение других проблем.

Крайне важно знать, как предотвратить эти проблемы

Кислородные датчики отвечают за определение количества кислорода в выхлопных газах , потому что компьютер автомобиля затем получает информацию от датчика и отслеживает идеальное сочетание кислорода для топливо, необходимое вашему автомобилю для идеальной работы.Эту цепочку критически важных частей автомобиля важно понимать, потому что другие детали, такие как топливные форсунки и выхлопная система , также могут быть повреждены, что может стоить вам невероятного состояния в счетах за ремонт автомобиля. С BMW крайне важно знать, как предотвратить эти проблемы или даже обнаружить их до того, как вашему двигателю будет нанесен непоправимый ущерб. Владельцы BMW ищут эту марку из-за ее высокого уровня производительности и адаптируемости; когда ваш датчик кислорода выходит из строя, производительность выходит из окна.

Загорается индикатор «Проверьте двигатель»

Одним из первых признаков, который может появиться, является индикатор «Проверьте двигатель» . Многие автовладельцы описывают этот свет как « поцелуй смерти; » у BMW это обычно не так. BMW — это высокоэффективные машины, которые созданы для обнаружения даже самых незначительных проблем с автомобилем, чтобы выявить проблемы на ранней стадии, сохраняя целостность всего продукта для его потребителей. Индикатор проверки двигателя должен быть проверен профессионалом, который может прочитать коды, которые выдает двигатель, и может провести точную диагностику реальной проблемы.

Заметное снижение производительности

Другим признаком неисправности датчика кислорода является заметное различие в уровне производительности . Вы не только заметите снижение производительности, но также можете столкнуться с пропусками зажигания или чрезвычайно неровным холостым ходом . Та же цепочка частей автомобиля, которая отвечает за соотношение кислорода и топлива , также отвечает за синхронизацию двигателя. Когда время вашего двигателя сброшено, есть заметные различия в вашем опыте вождения.Обратите особое внимание на то, как ваш автомобиль ведет себя и звучит, когда вы останавливаетесь на подъездной дорожке или на красный свет — если он кажется неровным или каменистым, вам следует немедленно доставить его в профессиональный автомобильный сервисный центр.

Снижение расхода топлива

Наконец, вы можете заметить, что ваш расход топлива заметно снижается при возникновении проблем с двигателем. Датчик кислорода предназначен для определения того, сколько топлива необходимо использовать в сочетании с кислородом, чтобы правильно запустить двигатель и распределить правильное количество топлива, необходимое для его работы.Когда кислородный датчик вышел из строя, ваш расход бензина значительно уменьшится. Автомобили BMW известны своей превосходной производительностью и сопоставимыми показателями расхода бензина — если вы купили свой BMW с учетом расхода бензина, это может быть особенно разочаровывающим осознанием. Тем не менее, неисправный кислородный датчик можно определить раньше, чем позже, до того, как это повлияет на расход топлива. Крайне важно уделять пристальное внимание характеристикам вашего автомобиля; с BMW легко определить, когда производительности не хватает, из-за их невероятно высокого стандарта.Убедитесь, что вы отправляете свой автомобиль к доверенному автомобильному специалисту , который хорошо разбирается в марке BMW.

Jordan Weine
Владелец — Bay Diagnostic
Работает в Бруклине с 1985 года

На протяжении более 35 лет Bay Diagnostic является основным продуктом Brooklyn, помогая вам вернуться на дорогу быстрее, чем это может сделать дилер. Авторемонтная мастерская с полным спектром услуг в Бруклине, специализирующаяся на плановом обслуживании, профилактическом обслуживании и консьерж-сервисе. В Bay Diagnostic вы ожидаете, что ремонт автомобилей должен быть быстрым, простым и надежным.Универсальный магазин для вашего автомобиля.

Мы с гордостью обслуживаем автомобили Audi, BMW, Land Rover, Mercedes, Mini, Porsche, Smart Car и Volkswagen.

Лучший анализатор кислорода для сварки (Экспертный анализ) – Криминалистические детекторы

Анализаторы кислорода (O2) используются для подтверждения наличия инертной среды для достижения наилучших результатов сварки. Эти детекторы непрерывно работают для подтверждения низких уровней (менее 100 частей на миллион) кислорода. Анализаторы O2 обычно включают зонд, насос, датчик кислорода и дисплей.Анализаторы кислорода для сварки за последние несколько лет подешевели и сейчас продаются в розницу менее чем за 500 долларов.

Плюсы

Минусы

  • Цены на анализаторы кислорода упали до 500 долларов.
  • Уменьшение содержания кислорода улучшает качество сварных соединений.
  • Простые, быстрые и маленькие юниты.
  • Кислород становится опасным для жизни при смещении менее 19,5%. Всегда необходимо соблюдать осторожность, чтобы не допустить низкого уровня O2.
  • Анализаторы кислорода могут стоить очень дорого.
  • Электрохимические датчики кислорода имеют ограниченный срок службы от 2 до 3 лет.

Почему пониженное содержание кислорода так важно для сварки?

Целью сварки является удаление как можно большего количества кислорода. Наилучшие результаты сварки достигаются при отсутствии окисления, поэтому требуется минимальный уровень кислорода. Поскольку содержание O2 в воздухе составляет 20,9 %, удалить кислород в небольших помещениях сложно.

 Окисление сварного шва ухудшает механические свойства трубы и снижает ее коррозионную стойкость. Чтобы уменьшить это окисление, содержание кислорода должно быть резко снижено.

При сварке используются инертные газы для вытеснения и удаления кислорода. Именно здесь важна уверенность в точном обнаружении O2. Анализатор кислорода для сварки делает именно это. Он надежно подтверждает точный уровень кислорода во время сварки.

Преимущества использования анализатора продувки кислородом?

Наиболее важным преимуществом использования анализатора продувки кислорода является гарантия , что уровни O2 остаются низкими.Это уменьшает окисление и толщину оксида при сварке.

Многие академические исследования показывают взаимосвязь содержания кислорода при сварке и получаемой толщины оксида (окисления). Например:

  • Одно исследование показывает толщину оксида около 0,7 мкм при концентрации кислорода 30 млн по сравнению с примерно 1,5 мкм при концентрации кислорода 280 млн.
  • Окисление было причиной растрескивания образцов, сваренных при высоком содержании кислорода.
  • Это приводит к снижению коррозионной стойкости образцов для сварки.

Эти исследования показывают важность чувствительного обнаружения кислорода до 100 частей на миллион во время сварки.

На изображении ниже наглядно показана корреляция между содержанием кислорода и окислением. Чем темнее сварной шов, тем больше окисление. Подробнее здесь.

Другие преимущества использования портативного анализатора следовых количеств кислорода включают:

    • Сокращено время , так как нет необходимости зависеть от времени для оценок очистки.
    • Снижение расхода газа при продувке.Также легче контролировать необходимое количество.
    • Гарантированное качество , так как сварка может начинаться после полного истощения кислорода, поэтому не нужно беспокоиться о сварке слишком рано.

Что делает анализатор кислорода для сварки?

Анализаторы кислорода иногда называют:

    1. Мониторы инертного защитного газа
    2. Мониторы продувки сварных швов
    3. Анализаторы кислорода для сварки
    4. Анализаторы следов кислорода
    5. Мониторы продувки кислородом

Все они относятся к измерительным приборам, которые обнаруживают кислород и обеспечивают количественное измерение уровней O2 для сварочных работ.

Анализатор кислорода отслеживает концентрацию O2 и отображает результаты в % или частях на миллион (ppm).

Для сварки анализаторы O2 также предоставляют пользователю концентрацию в % или ppm.

Влияет ли электромагнитное излучение TIG на работу анализаторов кислорода?

В процессе сварки, таком как TIG, переключаются высокие токи и напряжения, которые создают большую дозу электромагнитных помех (ЭМП) и излучения, воздействующие на электронику, включая сам анализатор кислорода.Убедитесь, что у вас есть сварочный анализатор кислорода, в конструкции которого учитываются эти дополнительные электромагнитные помехи, например, криминалистические детекторы, у которых нет этой проблемы.

Как определяется газообразный кислород?

Кислород определяется датчиком O2. В анализаторе кислорода специальный датчик измеряет молекулы кислорода. Реакция производит электронный сигнал, который представляет концентрацию O2. Ниже показан небольшой электрохимический датчик кислорода.

Как работает анализатор кислорода?

Анализатор кислорода для сварочных работ с использованием специальной сенсорной ячейки для определения концентрации O2.Для электрохимических датчиков газообразный кислород вступает в реакцию с рабочим электродом и запускает электрохимическую окислительно-восстановительную реакцию. Генерируется ток, пропорциональный уровням кислорода, который преобразуется в количественную концентрацию (связанную с помощью калибровочной кривой). Более подробную информацию см. здесь.

В чем разница между электрохимическими и циркониевыми датчиками кислорода?

Технология датчиков кислорода

Принцип работы

Плюсы

Минусы

Электрохимический

Клетки (100 частей на миллион)

Газ вступает в реакцию с рабочим электродом, вызывая электрохимическую окислительно-восстановительную реакцию.Генерируется ток, пропорциональный уровню кислорода.
  • Маленький и дешевый
  • Легко интегрируется с электроникой
  • Немедленное включение
  • Ограниченный срок службы от 24 до 36 месяцев
  • Под влиянием температуры и влажности
  • Ограничено до 100 частей на миллион.

Цирконий

Сенсоры (< 100 ppm)

Цирконий позволяет ионам кислорода перемещаться, генерируя электрохимическое напряжение при воздействии газов различной концентрации.
  • Очень точный (чувствительный до 1 ppm)
  • Большая дальность обнаружения
  • Дорого
  • Требуется нагрев и питание

Что такое безопасные уровни кислорода?

При сварке желателен низкий уровень кислорода в ограниченном рабочем пространстве, таком как труба или газовая камера. При этом важно знать, что утечки инертного газа и пониженный уровень O2 в вашей среде дыхания могут быть опасными.

Различные правительственные учреждения рекомендовали предельные значения газообразного кислорода. Некоторые примеры приведены в таблице ниже.

Агентство

Рекомендация/Требование

Безопасность и гигиена труда (OSHA)

Воздух считается кислородно-дефицитным ниже 19,5%

Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH)

Воздух считается кислородно-дефицитным ниже 19.5%

Американская конференция государственных специалистов по промышленной гигиене (ACGIH)

<18% — минимальное парциальное давление без необходимости защиты органов дыхания при нормальном атмосферном давлении

Как проверить анализатор кислорода?

Лучший способ проверить детектор кислорода – подвергнуть его воздействию инертного газа, например аргона или азота.Поскольку в воздухе содержится 20,9 % O2, хорошей проверкой будет его проверка на чистом азоте или пониженном уровне кислорода.

Что произойдет, если я подышу на кислородный анализатор?

Если вы дышите на свой кислородный анализатор, показание O2 быстро уменьшится, поскольку выдыхаемый воздух истощает уровень кислорода примерно на 17 %.

Какой анализатор кислорода лучше всего подходит для сварки?

На рынке представлено множество анализаторов кислорода для сварки. К авторитетным брендам относятся следующие:


Как выбрать анализатор кислорода для сварки?

Чтобы выбрать лучший анализатор кислорода для сварки, обязательно задайте следующие вопросы: 

  • Есть ли у анализатора кислорода насос? Избегайте использования ручных аспираторов , поскольку они создают переменное давление (импульсы) и влияют на показания датчика.Непрерывные электронные микронасосы гораздо более желательны в анализаторе.
  • Насколько низкий уровень необходим для обнаружения O2? В зависимости от области применения сварки и используемых металлов может быть достаточно 100 частей на миллион. В этом случае анализатор кислорода с разрешением 0,01% (100 ppm) и электрохимические датчики будут работать нормально. Если ваше сварочное приложение требует очень низкого уровня O2 (до 10 частей на миллион или даже 1 части на миллион), вам понадобится анализатор кислорода на 1 часть на миллион. Для этих чрезвычайно низких показаний концентрации вам понадобится анализатор с датчиками циркония.
  • Какие аксессуары мне нужны?  Обычно анализатор кислорода поставляется с трубками, фильтрами, футляром для переноски и зондами из нержавеющей стали.
  • Бюджет? Анализаторы кислорода для сварки стоят от 500 до 5000 долларов. Как правило, электрохимические датчики, чувствительные к 100 ppm, можно купить менее чем за 500 долларов. Датчики на основе диоксида циркония (1 часть на миллион) продаются по цене более 3000 долларов.
  • Калибровочный сертификат? Убедитесь, что устройство откалибровано с использованием прослеживаемых источников Национального института стандартов и технологий (NIST), чтобы обеспечить высочайший уровень точности.Убедитесь, что в сертификате калибровки указаны место калибровки, стандарт и все технические детали, включая дату калибровки.

Как долго служат анализаторы кислорода? Срок службы анализаторов O2

с электрохимическими сенсорными ячейками составляет от 24 до 36 месяцев. Кислородные датчики из циркония служат намного дольше, но стоят дороже.

Что такое функциональное тестирование кислородного анализатора?

  • Ударное тестирование — это процедура, при которой анализатор кислорода подвергается воздействию небольшого количества «взрывного» целевого газа, чтобы убедиться, что детектор работает должным образом.
  • Целью этого теста является проверка правильной работы и повышение уверенности пользователей, особенно в опасных условиях.
  • При первой покупке рекомендуется выполнить функциональное испытание, а затем еженедельно. Это особенно важно в ОПАСНОМ ДЛЯ ЖИЗНИ и/или ОПАСНОМ применении для проверки работы извещателя. Смотрите видео-объяснение здесь.
  • Для анализаторов кислорода мы рекомендуем проверку работоспособности с использованием чистого аргона или газообразного азота.

Как ухаживать за кислородным анализатором?

  • Храните анализатор кислорода при нормальной комнатной температуре.
  • Храните вдали от электромагнитных или магнитных источников, таких как телефоны или электронное оборудование.
  • Храните в чистом месте без пыли и частиц. Если он поставляется с чехлом, используйте его для гарантированной защиты.
  • Храните его вдали от выхлопных газов, концентрированных паров или агрессивных химикатов, которые могут отравить датчик.
  • Храните его в устойчивом месте, где нет вибраций и постоянного сотрясения.

Как правильно использовать анализатор кислорода?

При использовании анализатора кислорода для сварки необходимо учитывать несколько важных советов.Будьте умны и начните с чтения руководства по продукту.

Перед запуском настройте систему продувки сварного шва. Обычно это инертная продувочная камера (бардачок) или устройство системы продувки труб. Существуют и другие аппаратные настройки, которые создают пузырек инертного газа вокруг зоны сварки.

  1. Убедитесь, что анализатор кислорода прошел функциональное испытание и подтвержден его работоспособность.
  2. Включите и подождите не менее 60 секунд, пока анализатор не установит стабильные показания (это может занять больше времени для кислородных датчиков на основе диоксида циркония).
  3. Проверьте все трубные соединения через фильтр и зазубрины. Чрезвычайно важно убедиться в отсутствии утечек вакуума, которые могут привести к попаданию кислорода и повышению показаний.
  4. Поместите зонд в место отбора проб.
  5. Убедитесь, что насос работает. Вскоре вы увидите, как значения O2 уменьшаются, когда инертный газ начинает вытеснять кислород.
  6. Внесите необходимые коррективы в поток инертного газа, чтобы предотвратить потери при поддержании низкого уровня кислорода.
  7. По завершении дайте анализатору вдохнуть свежий воздух.
  8. Разрешить анализатору вернуться к 20.90.
  9. Выключите и сохраните анализатор.

В чем разница между ppm и % кислорода?

Типичная шкала концентрации кислорода – %. Для низких уровней, менее 1%, используется шкала частей на миллион (ppm).

Для сварки чаще используется шкала частей на миллион, поскольку нас больше всего интересуют низкие значения для обеспечения инертной среды. Преобразование между ppm и % легко. Вот быстрое преобразование концентрации кислорода:

10 частей на миллион = 0.001%

100 частей на миллион = 0,01%

1000 частей на миллион = 0,1%

Заключительные слова Анализаторы кислорода

 используются при сварке для подтверждения наличия инертной среды для достижения наилучших результатов — разница всего в несколько 100 частей на миллион может резко изменить толщину оксида сварного шва. Анализатор O 2 является ценным инструментом для сварки, поскольку он постоянно работает для подтверждения низкого уровня кислорода. Анализаторы кислорода для сварки за последние несколько лет подешевели и сейчас продаются в розницу менее чем за 500 долларов.

Об авторе

Доктор Коз является президентом компании FORENSICS DETECTORS, где компания работает на живописном полуострове Палос-Вердес в Лос-Анджелесе, Калифорния. Он является экспертом в области технологии датчиков газа, детекторов газа, счетчиков газа и газоанализаторов. Он занимается проектированием, строительством, производством и тестированием систем обнаружения токсичных газов более 20 лет.

Каждый день — благословение для доктора Коза. Он любит помогать клиентам решать их уникальные проблемы.Доктор Коз также любит проводить время со своей женой и тремя детьми, ходить на пляж, жарить гамбургеры и пить холодное пиво.

Узнайте больше о криминалистических детекторах здесь.

Эл.

Детекторы кислорода (O2) | Продукты управления вентиляцией Швеция AB

Детекторы кислорода (O2)

используются для обнаружения кислорода в помещениях, где возможны изменения концентрации кислорода, например, в лабораториях, больницах, пищевых производствах и т. д.


Пределы тревоги для снижения концентрации газа установлены на 18-19%.

Другими причинами падения уровня кислорода являются, среди прочего:

• Сгорание чего-либо, потребляющего кислород
• Коррозия чего-либо, что снижает концентрацию кислорода
• Потребление кислорода при дыхании в плотных помещениях.

Проблемы обычно возникают в замкнутых пространствах, таких как резервуары, туннели и т. д.

Нефтегазовая промышленность

Нормально закрытые помещения, такие как резервуары, контейнеры, понтоны, и т.п.. Коррозия
могла способствовать снижению уровня кислорода до низких значений.

Рабочий, вошедший в такую ​​зону, может немедленно умереть.

Поэтому важно сначала проверить концентрацию кислорода в отсеке. В некоторых случаях могут присутствовать другие газы, как токсичные, так и взрывоопасные. Поэтому может возникнуть необходимость в использовании портативного прибора для одновременного измерения нескольких газов.

Перед тем, как войти, например, в резервуар, вы должны проверить концентрацию кислорода в резервуаре с помощью портативного газоанализатора.

Подземный

В туннелях, таких как коллекторы и другие подземные сооружения, концентрация кислорода может снижаться по разным причинам. Кроме того, в результате биологических реакций могли образоваться и другие, как взрывоопасные, так и ядовитые газы.

Например, метан (Ch5), сероводород (h3S), окись углерода (CO).

Подземный двигатель внутреннего сгорания может потреблять кислород и оставлять угарный газ.

Утечка различных газов, которые легче или тяжелее воздуха, может привести к скоплению в различных полостях.Когда кто-то входит в такую ​​полость без предварительной проверки концентрации газа с помощью прибора, это может привести к немедленной смерти.

Размещение датчика (детектора) для контроля кислорода

В тех случаях, когда вы хотите контролировать концентрацию кислорода в помещении, Важно иметь в виду, какой газ может вытеснить кислород.

Примерами газов, которые могут вытеснять кислород и тем самым вызывать удушье, являются инертные газы, такие как азот (N), аргон, гелий, двуокись углерода, используемые в различных промышленных процессах, больницах и т. д.

Здесь важно отметить тот факт, что углекислый газ не только вытесняет кислород, но и сам по себе токсичен.

Если есть утечка, например, криптона, который имеет более высокую плотность, чем воздух и будет тонуть, датчик кислорода должен быть расположен низко. Если должна произойти утечка газа с меньшей плотностью, чем у воздуха, например, гелия, кислородный датчик следует разместить высоко.

Если кислород в помещении может быть поглощен какой-либо формой горения, концентрация кислорода будет снижена по всему помещению, а это означает, что размещение датчика здесь не так критично, как в приведенных выше примерах.

Высокие концентрации кислорода

Если концентрация кислорода в воздухе увеличивается, риск возгорания резко возрастает. Все горючие продукты будут гораздо более легковоспламеняющимися.

Вдыхание высоких концентраций кислорода с течением времени может быть вредным.
Предел тревоги установлен на уровне 23 % O2.


Детектор кислорода (O2) GO2 025

  • Выход 4–20 мА или 2–10 В пост. тока
  • Источник питания 24 В постоянного тока
  • Диапазон измерения 0-25 об.%
  • Чувствительный элемент электрохимический

Подробнее о
Детектор газа кислорода (O2) GO2 025


Сколько стоит замена датчика кислорода?

Замена кислородного датчика является важным ремонтом, который должен быть выполнен в течение 3 месяцев во избежание повреждения автомобиля. Количество датчиков кислорода в автомобиле варьируется. Каждый автомобиль, выпущенный после 1996 года, должен иметь кислородный датчик перед и после каждого каталитического нейтрализатора. Важно, чтобы ваши кислородные датчики работали правильно, чтобы компьютер вашего автомобиля мог знать, имеет ли ваш выхлоп правильное соотношение воздуха и топлива в данный момент времени.Это помогает предотвратить работу вашего двигателя на слишком богатой или слишком обедненной смеси, что, в свою очередь, предотвращает избыточные выбросы, создаваемые вашим автомобилем. Полезно периодически заменять датчики кислорода, чтобы убедиться, что ваш автомобиль работает с максимальной эффективностью использования топлива.

Стоимость у механика: от $275 до $500
  • Детали: от $155 до $380
  • Труд: 120 долларов США (при среднем рабочем времени 1 час)
  • Предполагаемые дополнительные расходы: 25 долларов США, разные прокладки выхлопной трубы

Стоимость замены кислородного датчика сильно зависит от вашего автомобиля и марки датчика.Хотя на некоторых сайтах говорится, что некоторые датчики стоят всего 20 долларов, мы рекомендуем водителям инвестировать в хорошие, качественные бренды, поскольку кислородный датчик является такой важной частью автомобиля. Окончательная цена необходимых деталей может составить от 155 до 380 долларов в зависимости от того, сколько датчиков вам нужно заменить и их качества. Стоимость рабочей силы обычно составляет около 120 долларов США, при этом среднее количество рабочего времени, требуемого для этого, составляет 1 час.

Стоимость сборки своими руками: от 155 до 380 долларов

  • Уровень сложности: Средний

Существует довольно значительная разница в стоимости между заменой датчика кислорода механиком и самостоятельной заменой.FIXD рекомендует, если вы чувствуете себя комфортно, попытаться заменить датчик самостоятельно, так как это довольно простая задача, и она может сэкономить вам сотни долларов.

Что такое датчик кислорода?

Кислородный датчик (обычно называемый «датчик O2», так как O2 — это химическая формула кислорода) устанавливается в выхлопном коллекторе автомобиля для контроля количества несгоревшего кислорода в выхлопных газах, когда выхлопные газы выходят из двигателя.

Обычно один или два датчика находятся перед каталитическим нейтрализатором и один за ним.Сравнение данных до и после каталитического нейтрализатора также сообщает компьютеру, насколько хорошо он работает и есть ли какие-либо проблемы с вашей системой выбросов.

Отслеживая уровень кислорода и отправляя эту информацию на компьютер вашего двигателя, эти датчики сообщают вашему автомобилю, является ли топливная смесь богатой (недостаточно кислорода) или обедненной (слишком много кислорода). Правильное соотношение воздух-топливо имеет решающее значение для обеспечения бесперебойной работы вашего автомобиля.

Что произойдет, если не заменить неисправный кислородный датчик?

При выходе из строя кислородного датчика может появиться множество диагностических кодов неисправностей (DTC).В большинстве случаев неисправный кислородный датчик приводит к тому, что загорается индикатор проверки двигателя, сопровождаемый кодом неисправности, который вы можете прочитать с помощью сканера OBD2, такого как FIXD. Основываясь на этом коде неисправности, он укажет на то, как он вышел из строя, а затем перейдет к диагностике.

Продолжение движения с неисправным лямбда-зондом может привести к перебоям в работе двигателя и, возможно, к потере мощности или даже к повреждению двигателя. Включение индикатора проверки двигателя также приведет к тому, что вы не пройдете тест на выбросы, если вы живете в районе, где они проходят техосмотр автомобилей.

Как часто заменять датчики кислорода

Кислородный датчик не является элементом планового обслуживания. Однако время от времени они выходят из строя, вызывая лампочку проверки двигателя. Используйте сканер OBD2, например FIXD, чтобы определить причину появления индикатора Check Engine. Если код неисправности указывает на неверные данные от датчика кислорода, пришло время заменить его. В отличие от других элементов, вам не нужно заменять все кислородные датчики одновременно, если один из них выходит из строя.

Общие симптомы, необходимые для замены датчика O2

Симптомы неисправности датчика кислорода могут включать следующее:

  • Индикатор проверки двигателя
  • Бедная или богатая смесь
  • Плохое ускорение
  • Колебание двигателя
  • Черный дым из выхлопной трубы (богатые условия работы) черный дым – это избыток топлива, выходящего из выхлопной трубы
  • Грубый холостой ход
  • Автомобиль глохнет
  • Снижение эффективности использования топлива

Заявка на индивидуальный график обслуживания

Получите датчик FIXD и бесплатное приложение сегодня, чтобы составить индивидуальный график обслуживания в зависимости от марки, модели и пробега.Никогда больше не пропускайте важное техническое обслуживание благодаря автоматическим оповещениям о техобслуживании!

Открытый датчик для измерения парциального давления кислорода ниже 100 микробар

Abstract

Возможность измерения парциального давления кислорода ниже 100 микробар и наномолярной концентрации растворенного кислорода в лабораторных системах in situ приносит пользу во многих областях, включая микробиологию, геобиологию, океанографию, химию и материаловедение. Здесь мы представляем легко конструируемый проект с открытым исходным кодом для сетевой системы измерения времени жизни люминесценции для измерений in situ в произвольных лабораторных контейнерах.Система хорошо подходит для измерения парциального давления кислорода в диапазоне 0–100 мкбар, при этом максимально потенциально используемый верхний предел диапазона составляет около 10 мбар, в зависимости от условий эксперимента. Датчик имеет ограниченный дрейф, а предел его обнаружения для кислорода составляет 0,02 мкбар для измерений в краткосрочной шкале. Каждый датчик может подключаться к сети Wi-Fi и отправлять зарегистрированные данные либо через Интернет, либо на локальный сервер, что позволяет проводить большое количество параллельных экспериментов без участия человека. Также предусмотрены конструкции для крепления датчика к различным имеющимся в продаже контейнерам, используемым в лабораториях.Файлы дизайна выпускаются под лицензией с открытым исходным кодом, что позволяет другим лабораториям создавать, настраивать и использовать эти датчики.

Образец цитирования: Паюсалу М., Борлина С.С., Сигер С., Оно С., Босак Т. (2018) Датчик с открытым исходным кодом для измерения парциального давления кислорода ниже 100 микробар. ПЛОС ОДИН 13(11): e0206678. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0206678

Редактор: Virgilio Mattoli, Istituto Italiano di Tecnologia Center for Micro BioRobotics, ИТАЛИЯ

Получено: 28 февраля 2018 г.; Принято: 17 октября 2018 г.; Опубликовано: 14 ноября 2018 г.

Copyright: © 2018 Pajusalu et al.Это статья с открытым доступом, распространяемая в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution License, которая разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии указания автора и источника.

Доступность данных: Все соответствующие данные содержатся в документе и в файлах вспомогательной информации. Если потребуется что-то еще, с соответствующим автором можно напрямую связаться по адресу [email protected]

Финансирование: Финансируется Национальным научным фондом «FESD Type I: The Dynamics of Earth System Oxygenation» (https://www.nsf.gov) проект № 1338810 для SO, TB и MP. Проект «Инициатива пришельцев: поиски человечества для понимания обитаемых планет, вращающихся вокруг других звезд» от фонда Джона Темплтона (https://www.templeton.org), для SS и MP. Сотрудничество Фонда Саймонса по происхождению жизни, https://www.simonsfoundation.org/life-sciences/origins-of-life/, (#327126) для туберкулеза. «Отображение биохимического пространства для поиска жизни за пределами Земли и фундаментальных земных приложений» Профессор Амар Г.Программа грантов Bose Research, Массачусетский технологический институт (http://bosefellows.mit.edu/), для SS и MP. Спонсоры не участвовали в разработке исследования, сборе и анализе данных, принятии решения о публикации или подготовке рукописи.

Конкурирующие интересы: Эта работа была поддержана проектом NSF № 1338810 «FESD Type I: The Dynamics of Earth System Oxygenation», «Инициатива Alien Earths: в поисках человечества для понимания обитаемых планет, вращающихся вокруг других звезд», проект Джона Фонд Темплтона, Сотрудничество Фонда Саймонса по гранту «Происхождение жизни» № 327126 и «Карта биохимического пространства для поиска жизни за пределами Земли и для фундаментальных земных приложений» Профессор Амар Г.Программа грантов Bose Research, Массачусетский технологический институт. Это не меняет нашей приверженности политике PLOS ONE в отношении обмена данными и материалами.

Введение

Возможность точного определения следовых концентраций кислорода требуется во многих областях, включая микробиологию, геологию, геобиологию, океанографию, химию и материаловедение. Например, для подтверждения анаэробных условий, аналогичных тем, которые были выведены для ранней Земли, и для измерения концентрации кислорода в естественных бескислородных зонах in situ [1] требуется возможность определения соотношения частей на миллион смеси кислорода.В геологии низкое содержание кислорода можно использовать для количественной оценки скорости выветривания минералов в зависимости от концентрации кислорода [2]. В более общем плане датчики концентрации кислорода необходимы для количественной оценки диффузии кислорода в системы и проверки качества средств подготовки, таких как анаэробные камеры.

Уже существует несколько датчиков для измерения следовых концентраций кислорода [3], которые используются в различных ситуациях измерения. В этой рукописи мы сосредоточимся на датчиках, которые можно использовать для измерения следовых датчиков кислорода в выбираемых пользователем контейнерах небольшого объема (в основном лабораторная посуда) на месте .Эти датчики обычно основаны на обнаружении вызванных кислородом изменений времени жизни люминесценции красителя, то есть времени, необходимого для затухания сигнала люминесценции после возбуждения. Возбуждая краситель синусоидально-модулированным возбуждением и измеряя фазовый сдвиг между возбуждением и испусканием, можно очень точно измерить время жизни люминесценции. Низкие концентрации кислорода также могут быть измерены электрохимическими датчиками.

Некоторыми примерами коммерческих датчиков являются датчики кислорода Spot и Trace Oxygen Sensor Spot от Pyro Science (Pyro Science GmbH, Ахен, Германия) [4].Когда эти два датчика используются с запатентованными системами считывания, они могут измерять концентрацию растворенного кислорода с разрешением 160 нМ и 31 нМ соответственно и с пределами обнаружения 310 нМ и 62 нМ соответственно. RedEye FOSPOR [5] от OceanOptics (Ларго, Флорида, США) имеет разрешение 2,6 нМ. Его нижний предел обнаружения производителем не указан, ожидается, что он будет не менее 5,2 нМ. Нижние пределы обнаружения этих инструментов могут быть слишком высокими для мониторинга некоторых микроаэрофильных или наноаэрофильных метаболизмов в условиях, соответствующих субкислородным областям современного и архейского океанов, где концентрации растворенного кислорода, как полагают, были равны 2.2 нМ или ниже [6]. Улучшением этих датчиков являются датчики LUMOS [7–9] и STOX [1]. Датчики STOX могут обнаруживать до 2 нМ растворенного кислорода со временем интегрирования примерно 30 минут [1], а датчики LUMOS имеют предел обнаружения около 0,5 нМ [7]. Однако ни один из этих датчиков не доступен в продаже.

Основная цель этого отчета — представить конструкцию датчика с открытым исходным кодом и подробно описать оптимизацию процедур калибровки в низконаномолярном диапазоне.И дизайн, и четкие процедуры калибровки необходимы для повышения доступности точных датчиков, которые могут обнаруживать следы кислорода in situ в лабораторных сосудах. Кроме того, крупномасштабные эксперименты полагаются на датчики, которые могут обмениваться данными по беспроводной сети и быть автономными на время эксперимента. Мы берем датчик LUMOS в качестве отправной точки и улучшаем предыдущие конструкции датчиков, уменьшая шум, уменьшая и определяя дрейф датчика, разрабатывая и описывая детали процедуры калибровки и подключая датчики к сети Wi-Fi.Публикация этих результатов в экосистеме с открытым исходным кодом позволит другим лабораториям использовать те же датчики или модифицировать текущую конструкцию для своих нужд. Одни и те же устройства считывания могут быть адаптированы для работы с разными красителями, реагирующими на разные условия окружающей среды.

Принцип действия

Датчик определяет концентрацию кислорода путем измерения изменения времени жизни люминесценции люминесцентного красителя. Этот метод используется, в том числе, датчиком LUMOS [7].В простейшем приближении спад интенсивности излучения I (t) можно аппроксимировать экспоненциальной функцией затухания с постоянной времени τ , которую называют временем жизни люминесценции: (1)

Если краситель возбуждается синусоидально-модулированным сигналом, люминесценция также будет синусоидальной, но со сдвигом по фазе (см. рис. 1).

(2)

Измерение фазового сдвига предпочтительнее, потому что его можно эффективно вычислить с помощью одночастотного преобразования Фурье.

(3)

Для оптимизации этого процесса при ограниченных ресурсах памяти и обработки микроконтроллеров показания могут накапливаться в буфере, длина которого равна одному периоду сигнала возбуждения. Преобразование Фурье может быть выполнено в буфере после цикла сбора данных. Это особенно эффективно, поскольку добавление буфера может выполняться с использованием целых чисел, что позволяет повысить частоту дискретизации и получить больше выборок сигнала за период выборки даже на микроконтроллерах общего назначения.

(4)

В дополнение к вычислительной эффективности, суммированную форму сигнала можно использовать для визуальной оценки качества сигнала путем отображения сигнала на дисплее, подключенном к системе, что упрощает оптимизацию условий измерения.

В нашей установке используется люминесцентный краситель палладий(II)-5,10,15,20-тетракис-(2,3,4,5,6-пентафторфенил)-порфирин [10], сокращенно Pd-TFPP (рис. 2), как датчик LUMOS [7]. Время жизни люминесценции и выход этого красителя зависят от парциального давления кислорода и пренебрежимо малы при атмосферном уровне, но увеличиваются до легко измеряемых уровней, когда кислород отсутствует [7].Для удобства мы используем микробары (0,1 Па) в качестве единицы измерения в последующем тексте для количественной оценки содержания кислорода. Согласно закону Генри, это парциальное давление кислорода, уравновешенное дистиллированной водой, дает, согласно закону Генри, концентрацию растворенного кислорода 1,3 нМ при 25°С [11]. При общем давлении в 1 атмосферу это парциальное давление эквивалентно соотношению компонентов смеси 0,987 частей на миллион.

Сенсорная система модулирует светоизлучающий диод (СИД) синусоидальной формой волны возбуждения и записывает форму волны излучения с помощью фотодиода.Возбуждающий луч и испускаемое излучение проходят через фильтры, чтобы свести к минимуму количество возбуждающего света, достигающего детектора. Однако на практике эта фильтрация не может быть выполнена идеально, и регистрируемый сигнал излучения будет содержать сигнал возбуждения [7]. Аналогичный эффект может также произойти из-за нежелательной связи сигналов внутри электроники. Преобразование Фурье чрезвычайно селективно по отношению к компоненту с выбранной частотой, но, учитывая, что просачивающийся сигнал возбуждения имеет ту же частоту, что и излучение, цифровая фильтрация сама по себе не может развязать сигналы.Это может вызвать нежелательные фазовые сдвиги в измеряемом сигнале. Чтобы решить эту проблему, мы добавляем шаг в процесс измерения: сигнал фотодиода измеряется при наличии того же возбуждения, размещения детектора, температуры и других условий, что и в реальном эксперименте, но при высоком парциальном давлении кислорода вокруг красителя. В этих условиях сигнал люминесценции будет пренебрежимо мал, а весь принимаемый сигнал можно отнести либо к связи в электронике, либо к сигналу возбуждения, достигающему фотодиода.Этот сигнал не зависит от парциального давления кислорода, поэтому его можно записать и вычесть из общего измеренного сигнала.

Конструкция датчика

Отправной точкой для разработки этого датчика было опубликованное описание датчика LUMOS [7], но точная реализация была разработана с нуля. Принцип работы показан на рис. 3. Оптический краситель наносится на стеклянный диск. Диск с покрытием помещают в измерительный контейнер и используют систему считывания для измерения времени жизни люминесценции.В нашей конструкции накладка датчика находится в свободном пространстве и измеряет парциальное давление кислорода в газовой фазе. Концентрации растворенного кислорода при необходимости можно рассчитать по закону Генри [11]. Такая геометрия позволяет избежать прямого контакта между сенсорной пластиной и бактериальными культурами и направляет возбуждающий свет в сторону от культуры.

Рис. 3. Общий принцип действия датчиков времени жизни люминесценции на основе синусоидального фазового сдвига.

ЦАП — это цифро-аналоговый преобразователь, PGA — усилитель с программируемым коэффициентом усиления, а АЦП — аналого-цифровой преобразователь.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0206678.g003

Система считывания состоит из двух светодиодов с соответствующими схемами модуляции и фотодиода с трансимпедансным усилителем и усилителем с программируемым усилением (PGA). Цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) микроконтроллера формирует сигнал возбуждения, а конечный сигнал записывается с помощью аналого-цифровых преобразователей (АЦП) микроконтроллера. Система также содержит второй светодиод, излучение которого минует фильтры и достигает фотодиода напрямую.Второй светодиод можно использовать для измерения фазового сдвига между излучаемым и принимаемым сигналами, вызванного фазовыми задержками в самой плате электроники. Эта функциональность предусмотрена для совместимости с датчиком LUMOS, хотя приложения, представленные в текущей статье, не требовали ее использования.

Чтобы максимизировать полезность датчиков в экосистеме с открытым исходным кодом, мы разработали систему измерения времени жизни люминесценции в виде дополнительного модуля (также известного как экран) для макетной платы электроники с открытым исходным кодом Arduino Due [13].Эта платформа была выбрана потому, что она имеет два 12-разрядных цифро-аналоговых преобразователя и восемь 12-разрядных аналого-цифровых преобразователей, которые могут работать со скоростью почти 1 миллион выборок в секунду, а также большое количество входов/выходов общего назначения. булавки. Микроконтроллер на Arduino Due представляет собой 32-разрядный микроконтроллер Atmel SAM3X8E ARM Cortex-M3 [14], работающий на частоте 84 МГц и способный выполнять всю необходимую обработку сигналов. Плата Arduino Due также содержит внутренний датчик температуры, который можно использовать для коррекции температурных дрейфов.

На рис. 4 показана компьютерная визуализация всей системы, а также подробная физическая компоновка механических, электрических и оптических компонентов. Система сосредоточена вокруг платы считывающей электроники, к которой крепятся фотодиод и светодиоды. На печатной плате (PCB) также есть отверстия для крепления держателя 3D-печатной оптики, в котором размещены оптические фильтры. Сенсорная плата имеет разъемы для подключения ЖК-дисплея (жидкокристаллического дисплея) с держателем карты micro SD (защищенная цифровая карта) (1.8-дюймовый TFT от SainSmart, sainsmart.com), полоска кнопок на печатной плате для работы и печатная плата кнопки сброса и модуль ESP8266-01 [15] для связи по WiFi 2,4 ГГц.

Рис. 4. Схематическое изображение системы.

Визуализировано в Blender 2.78 с использованием механизма рендеринга Cycles. Модели печатных плат создаются с помощью сильно модифицированной версии PCB для Blender [16] , в которой используются переработанные модели компонентов. Передняя крышка не показана на чертеже в разобранном виде для ясности.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0206678.g004

Оптическая сборка

Отдельные компоненты оптики (см. рис. 4) практически идентичны компонентам датчика LUMOS [7]. Излучаемый сигнал от светодиода (405 нм T-1 ¾ LED компании Visual Communications Company, Сан-Марко, Калифорния, США) фильтруется фильтром верхних частот 10 мм x 10 мм (DT-Blue от Qioptiq Photonics, Геттинген, Германия). . Излучаемый сигнал принимается через ИК-фильтр Calflex-X (от Qioptiq Photonics, Геттинген, Германия), ярко-красный пленочный фильтр #026 и цветной фильтр класса RG-630 (Edmund Optics, Баррингтон, Нью-Джерси, США). ).Использовался фотодиод BPW34 (Vishay Intertechnology, Малверн, Пенсильвания, США). Приемная оптика размещена в алюминиевой трубке с внешним диаметром 7,2 мм и внутренним диаметром 6,4 мм, и вся сборка закреплена на нейлоновом держателе, напечатанном на 3D-принтере (см. рис. 3).

Все детали из нейлона, напечатанные на 3D-принтере, были произведены компанией ShapeWays (Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, США). Оптические фильтры нарезали до нужного размера с помощью Ferro Ceramic Grinding (Wilmington, Massachusetts, USA). Ярко-красный цветной фильтр (#026 Bright Red) был получен через Amazon.com и нарезать на 6-миллиметровые диски с помощью 6-миллиметрового штамповочного пресса. Производитель красного светофильтра неизвестен, но мы измерили его спектр поглощения и обнаружили, что он совпадает со спектром, используемым в датчике LUMOS [7]. Оптика диаметром 6 мм была свернута в один пакет с помощью черной малярной ленты и вставлена ​​в держатель оптики. Квадратный фильтр размером 5 мм был приклеен на место с помощью куска клейкой ленты 9474LE 300LSE (3M, Мейплвуд, Миннесота, США). Поверхности, которые могли либо пропускать свет, либо отражать сигнал, были окрашены акриловой краской, содержащей пигмент сажи PBk7 (Utrecht Artists Fluid Acrylic Paint, Carbon Black, от Utrecht Art Supplies, Нью-Йорк, Нью-Йорк, США).

Краситель Pd-TFPP наносили на обработанную пескоструйной обработкой и силанизированную стеклянную пластину (диффузор из матового стекла диаметром 10 мм с зернистостью 120 от Edmund Optics, Баррингтон, Нью-Джерси, США) в PTFE AF 1600 (Sigma-Aldrich, Сент-Луис, Миссури, США). США) матрица (подробное описание процедуры см. в протоколе S1). Силанизация делает стеклянную подложку гидрофобной и позволяет лучше склеивать PTFE-матрицу, содержащую люминесцентный краситель. Стеклянная пластина была закреплена в держателе из латуни с родиевым покрытием, напечатанном на 3D-принтере, производства ShapeWays (Нью-Йорк, Нью-Йорк, США) вместе с четырьмя позолоченными дисковыми магнитами NeFeB (D040A-AU от Amazing Magnets, Анахайм, Калифорния, США).Магниты обеспечивают надежное крепление и легкое удаление сенсорных накладок с экспериментальных сосудов. Таким образом, когда эксперименты требуют стерильности, экспериментальные сосуды можно автоклавировать, а сенсорные накладки можно монтировать внутри автоклавируемых контейнеров. Сами сенсорные накладки можно стерилизовать путем инкубации в течение ночи в 70% растворе этанола.

Аналоговый интерфейс

Центральной частью сенсорной системы является плата аналогового интерфейса, которая отвечает за модуляцию, прием, усиление и фильтрацию сигнала.Схема системы соответствует общей компоновке рис. 2, а электрическая схема показана на рис. 5.

Рис. 5. Электрические схемы основных компонентов аналоговой платы.

A) Схема драйвера светодиода. Б) Трансимпедансный усилитель с программируемым усилением. Полные схемы доступны в файле S1. Температурные коэффициенты (в ppm) и диэлектрические характеристики для критических резисторов и конденсаторов также перечислены в файле S1.

https://дои.org/10.1371/journal.pone.0206678.g005

Модуляция осуществляется преобразователями напряжения в ток на базе операционных усилителей TLV271 (Texas Instruments, Даллас, Техас, США). Выходной диапазон ЦАП на плате Arduino DUE составляет 0,55–2,65 В. Из этого напряжения 1,024–2,65 В (из-за использования опорного напряжения 1,024 В для вычитания) используется для получения 0–13,5 мА питания светодиодов. ток. Светодиод и люминесцентный краситель стареют быстрее, когда потребляемая мощность выше, поэтому рекомендуется поддерживать рабочий ток как можно ниже.Мы обнаружили, что 20% рабочего диапазона, соответствующего пиковому току 2,7 мА и среднему току 1,35 мА, было достаточно для достижения уровней производительности, описанных в этой статье.

Схема считывания была построена на трансимпедансном усилителе OPA380 (Texas Instruments, Даллас, Техас, США). Усилитель был сконфигурирован как 2-полюсный фильтр Баттерворта в соответствии с паспортом производителя [17]. Частота среза была максимально высокой (50,3 кГц), чтобы минимизировать фазовый сдвиг при сохранении стабильности усилителя.Минимальный стабильный конденсатор обратной связи оказался равным 1 пФ при установке коэффициента усиления резистором 10 МОм. АЦП Arduino Due дискретизируется на частоте 342 кГц, что позволяет выполнять 2048 выборок за период для сигнала с частотой 167 Гц. Эта избыточная дискретизация сигнала уменьшает шум в фазовых измерениях по сравнению с 64 выборками за период, используемыми датчиком LUMOS, который также использует модуляцию 167 Гц [7].

Поскольку интенсивность сигнала может меняться в зависимости от условий окружающей среды, для увеличения динамического диапазона АЦП микроконтроллера требуется усилитель с программируемым усилением (PGA).Мы использовали микросхему LTC6910-1 (Linear Technology, Милпитас, Калифорния, США), которая обеспечивает 100-кратное усиление сигнала за 7 шагов, выбираемых с помощью контактов. Частотная характеристика системы меняется в зависимости от настроек усиления, поэтому коэффициент усиления оставался постоянным в течение одного измерения.

Чтобы максимизировать стабильность системы и минимизировать токи утечки, мы окружили инвертирующий вход трансимпедансного усилителя и все чувствительные компоненты с обеих сторон печатной платы ведомой защитной пластиной, которая была соединена с неинвертирующим входом усилителя.Мы также использовали кусок ленты из медной металлической фольги, чтобы соединить алюминиевую трубку, в которой находятся оптические компоненты, с защитной пластиной. Без этого шум датчика может увеличиться в 10 и более раз в шумной среде. Защитная плоскость управляется 1,8 В малошумящим линейным стабилизатором с малым падением напряжения, который также действует как напряжение смещения фотодиода. Чтобы свести к минимуму шумовую связь источника питания, возбуждающие драйверы светодиодов и приемная электроника питаются от отдельных повышающе-понижающих стабилизаторов. Чтобы свести к минимуму любые эффекты, связанные с сопротивлением заземления и поглощенным шумом, мы использовали переходные отверстия для заземления для разделения чувствительных частей электронной платы.Все конденсаторы в трансимпедансном усилителе и фильтре сигналов используют диэлектрики C0G (NP0) для минимизации влияния температурных зависимостей и старения. В силовых развязывающих конденсаторах использовались диэлектрики X5R или X7R. Кроме того, все чувствительные резисторы были выбраны так, чтобы иметь как можно меньшие температурные коэффициенты. Использование компонентов с малым дрейфом уменьшило влияние температурных флуктуаций примерно в 2,5 раза.

Печатные платы (PCBs) были разработаны в AutoDesk E.А.Г.Л.Е. и изготовлен компанией OSH Park (Озеро Освего, штат Орегон, США) с использованием изоляторов FR4. Все печатные платы имеют 2 слоя для упрощения производства и отладки. Схемы и файлы платы прикреплены в файле S1.

Прочие компоненты и механические узлы

Механическая структура датчика имеет решающее значение для его полезности. Мы разработали стратегии крепления, позволяющие использовать систему с большим набором экспериментальных контейнеров, сохраняя при этом воспроизводимые условия выравнивания для уменьшения дрейфа датчика.В наших приложениях использовались имеющиеся в продаже бутылки, поэтому мы разработали приспособления для них. Это позволило интегрировать датчик в стандартные лабораторные процедуры.

Механическая сборка легко и экономично изготавливается с использованием 3D-печати с селективным лазерным спеканием нейлона в качестве предпочтительного метода. Сборка оптики (в файле S3) содержит два латунных стержня диаметром 2 мм в качестве шарниров, используемых для крепления настраиваемых зажимов, которые можно прикрепить к различным приспособлениям для бутылок и контейнеров.Крупный план насадки можно увидеть на рис. 6. Файл S4 содержит конструкции насадок для флаконов с сывороткой на 60 мл, флаконов с сывороткой на 150 мл, флаконов со средой на 50 мл, флаконов со средой на 250 мл и флаконов со средой на 500 мл. Все эти модели содержат стержневые магниты (R500A-DM от Amazing Magnets, Анахайм, Калифорния, США), что позволяет воспроизводимо совмещать участки датчика.

Рис. 6. Система крепления.

(слева) Крупный план системы крепления для средней бутыли на 250 мл.Два вертикальных стержневых магнита используются для выравнивания сенсорной накладки. Пластиковые детали визуализируются как частично прозрачные. (Справа) Полный набор приспособлений.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0206678.g006

Программное обеспечение

Документированное программное обеспечение для Arduino Due находится в файле S2. Программное обеспечение управляет модуляцией светодиодов и сбором сигналов. ЖК-экран (1,8-дюймовый TFT от SainSmart, sainsmart.com) и кнопки обеспечивают простой пользовательский интерфейс (см. рис. 7).

Рис. 7. Готовая конструкция сенсорной системы, прикрепленная к бутылке с сывороткой.

Правая часть показывает экран и выделяет наиболее важную отображаемую информацию. Для того, чтобы фон был четко виден, использовалась сильно деградировавшая сенсорная накладка. Фон пренебрежимо мал по сравнению с люминесценцией неповрежденной сенсорной накладки.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0206678.g007

Часть программного обеспечения для обработки сигналов собирает данные и выполняет одночастотное преобразование Фурье.Во время сбора сигнала все ненужные модули на микроконтроллере SAM3X8E и модуле ESP8266 отключаются, чтобы свести к минимуму помехи для считывающей электроники. Прерывания микроконтроллера также отключены, и все операции занимают постоянное количество тактовых циклов для поддержания единой синхронизации генерации и сбора сигналов. Для максимальной скорости считывания используется прямой доступ к реестру вместо функций стандартной библиотеки Arduino.

Программное обеспечение обрабатывает фоновые сигналы, включая сигналы фотодиодов, полученные, когда участок датчика подвергается воздействию комнатного воздуха, и управляет усилением.Хотя можно использовать автоматическую регулировку усиления, рекомендуется постоянное усиление, поскольку изменение усиления может вызвать изменение фазового сдвига в дополнение к аннулированию измеренного фона и, следовательно, может измениться измеренное время жизни люминесценции. Данные конфигурации и фоновые сигналы хранятся на SD-карте, прикрепленной к модулю ЖК-экрана, поскольку в Arduino Due отсутствует встроенное энергонезависимое хранилище.

Точки измеренных данных передаются с датчика на компьютер либо через эмулируемый последовательный порт (физическое соединение USB), либо через Wi-Fi с пакетами данных UDP.Использование соединения Wi-Fi позволяет размещать датчики независимо от регистрирующего компьютера, например, в анаэробных камерах или инкубаторах. Транспортировка пакетов UDP также оказалась более надежной во время длительных экспериментов, чем передача данных через USB, поскольку Arduino Due иногда теряет возможность подключения через последовательный порт и требует ручного удаления и повторной установки.

Пользовательский интерфейс позволяет пользователям захватывать, сохранять и стирать фоновые сигналы, устанавливать коэффициент усиления PGA и активировать эталонный светодиод.На экране также отображается последний захваченный сигнал и связанные данные, такие как измеренное время жизни люминесценции и шумовые характеристики, для упрощения постановки экспериментов. Изображение пользовательского интерфейса показано на рис. 7. Тем не менее, мы обнаружили, что беспроводная или проводная передача данных и регистрация являются предпочтительными методами сбора данных.

Калибровка

Точная калибровка имеет решающее значение для измерения парциального давления кислорода ниже 100 мкбар. Мы разработали следующий протокол:

  1. Экспериментальный сосуд промыт O 2 очищенным N 2 (азот высокой чистоты 300 от Airgas, Hingham, Massachusetts, USA, содержащий менее 5 частей на миллион кислорода, который был пропущен через очиститель кислорода модели 1000 от Chromatography Research Supplies, Луисвилл, Кентукки, США, для снижения содержания кислорода) при высокой скорости потока.
  2. Промытый сосуд закрывают на 12–24 часа, чтобы обеспечить стабилизацию притока кислорода за счет диффузии.
  3. Непосредственно перед калибровкой сосуд повторно промывают бескислородным N 2 .
  4. Известный объем воды, барботированный увлажненным сжатым воздухом, как [18], вводят в экспериментальный сосуд с помощью шприца. Через определенные промежутки времени добавляются дополнительные объемы насыщенной воздухом воды для установления набора точек калибровки.
  5. Сосуд продувают эталонным газом, который содержит известное соотношение кислорода в смеси при известном конечном давлении. Мы использовали 75 ppm O 2 в эталонном газе N 2 (Airgas, Чешир, Коннектикут, США) и уравновешивали систему атмосферным давлением. Чтобы убедиться, что в бутылке достигается уравновешенное парциальное давление 76 мкбар, бутыль необходимо многократно промывать и уравновешивать до тех пор, пока конечная концентрация не сойдется. Для высокоточных измерений необходимо измерять и компенсировать окружающее атмосферное давление.

Данные, полученные на этапах 1)-5), затем можно использовать для нахождения зависимости между временем жизни люминесценции и парциальным давлением кислорода внутри бутылки. На рис. 8 показано поведение датчика во время калибровки, которая включала введение 1 мл воды, насыщенной кислородом, во флакон с сывороткой объемом 60 мл за пять шагов по 0,1 мл, шаг по 0,2 мл и шаг по 0,3 мл. Зависимость времени жизни люминесценции от концентрации кислорода тем меньше, чем больше парциальное давление кислорода в баллоне.Таким образом, введение больших объемов в более поздние моменты времени сокращает время калибровки. Парциальное давление кислорода внутри бутылки выше, чем ожидалось, только из-за впрыскивания воды, потому что дополнительный кислород диффундирует через резиновую пробку в ходе эксперимента.

Рис. 8. График, иллюстрирующий процедуру калибровки.

(A) Поведение времени жизни люминесценции во время калибровки (синий). Общий объем закачиваемой жидкости показан красными точками, оранжевыми крестиками отмечены точки закачки на графике срока службы.После инъекций бутыль продували эталонным газом кислорода с концентрацией 75 частей на миллион и уравновешивали давлением окружающей среды (зеленый прямоугольник). (B) Время жизни люминесценции красителя в зависимости от эффективного объема введенной эталонной жидкости. Красная линия — это начальное приближение, а синяя — окончательное приближение, которое компенсирует непреднамеренный приток кислорода. (C) Эффективное количество кислорода в газовой фазе в единицах введенного объема эталонного раствора. Красная линия показывает начальное приближение, а синяя — окончательное.(D) Калибровочные кривые для времени жизни люминесценции в зависимости от парциального давления кислорода с эталонным газом с концентрацией кислорода 75 ppm в N 2 использовали точку калибровки. Красный — начальное приближение, синий — окончательное.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0206678.g008

Чтобы получить правильную калибровочную кривую и компенсировать этот эффект, мы разработали алгоритм итеративной калибровки:

  1. Грубая калибровка получается при игнорировании непреднамеренного поступления кислорода.Чтобы получить эту калибровку, время жизни люминесценции измеряется перед каждым впрыском воды и соотносится с объемом воды, впрыснутым до этого момента. Окончательное значение срока службы записывается после того, как последний введенный объем уравновешивается с пространством над головой, что приводит к красной линии на рис. 8B. Количество впрыснутой воды затем преобразуется в ожидаемую концентрацию кислорода в свободном пространстве над бутылкой путем умножения его на парциальное давление кислорода в эталонном газе, деленное на количество воды, которое необходимо впрыснуть, чтобы получить соответствующую люминесценцию. продолжительность жизни.Результат этой калибровки показан красной линией на рис. 8D. Время жизни люминесценции в присутствии эталонного газа с концентрацией кислорода 75 ppm составило 612,4 мкс.
  2. Предварительная калибровка (рис. 8В) используется для оценки эффективного количества эталонной жидкости в бутылке в течение всего времени калибровки (синяя линия на рис. 8А преобразуется в красную линию на рис. 8С). Это количество представляет собой сумму кислорода, добавленного впрыскиванием известных объемов воды, уравновешенной комнатным воздухом, и кислорода, диффундировавшего через пробку из бутилкаучука.
  3. Скорость непреднамеренного притока кислорода оценивается путем выполнения линейной регрессии на предварительном графике в точках инъекции (рис. 8C).
  4. Расчетные скорости притока кислорода интегрируются по времени, а расчетный приток кислорода за счет диффузии добавляется к введенному объему эталонного раствора на рис. 8B. Это дает калибровочный график, учитывающий диффузию кислорода в систему.
  5. Шаги 3–5 повторяются не менее 5 раз, пока значения не сойдутся.Промежуточные результаты показаны тонкими черными линиями на фиг. 8B, 8C и 8D. Окончательный результат показан толстой синей линией.

Форма функции регрессии, использованная для данных, показанных при калибровке образца, была (5)

Датчик может измерять парциальное давление кислорода примерно до 10 миллибар, но эти измерения требуют большей осторожности, поскольку эффекты всех источников шума и дрейфа усиливаются из-за ослабления сигнала. На рис. 9 показаны данные калибровки для диапазона парциального давления кислорода 0–13 мбар.При уравновешивании водой при 25°C этот диапазон эквивалентен концентрациям растворенного кислорода в воде от 0 до 1,7 мкМ. Отраженный сигнал, проходящий через фильтры, ограничивает верхнюю границу измеряемых концентраций, поскольку флуктуации интенсивности этого сигнала вызывают шум и дрейф, несмотря на процедуру вычитания фона.

Рис. 9. Данные калибровки при более высоких концентрациях кислорода.

Красные кружки показывают точки калибровки с наложением двух независимых калибровок для проверки воспроизводимости.Сплошная красная линия показывает функцию регрессии. Синие кружки представляют собой стандартное отклонение измерений и показывают шум датчика.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0206678.g009

Для измерений в верхнем диапазоне можно оптимизировать набор оптических фильтров для увеличения ослабления низких длин волн. В этой системе также могут быть использованы различные красители, такие как Pt-TFPP (сообщено в [7]). При концентрациях кислорода выше 0,1 % при атмосферном давлении процедура калибровки намного проще, поскольку диффузией кислорода в колбу можно пренебречь: в калибровочный сосуд можно нагнетать известные объемы комнатного воздуха, а парциальное давление кислорода можно определить. рассчитывается из общего добавленного объема.Эту калибровку можно выполнить за 30 минут или меньше. Это намного быстрее, чем калибровка в диапазоне 0–100 мкбар, которая обычно занимает 2–3 часа в дополнение к времени, необходимому для замедления притока кислорода, что обычно составляет 12 часов.

Функция регрессии, используемая для данных высокого диапазона, была следующей: (6)

Окончательный датчик и примеры применения

Для оценки шумовых характеристик собранного датчика мы измерили приток кислорода в ту же бутыль с сывороткой, которая использовалась для калибровки системы.Среднеквадратический шум оценивался путем вычитания отфильтрованного сигнала нижних частот из исходных точек данных, т. е. необработанных одиночных показаний, зарегистрированных непосредственно с датчика. Шум в показаниях времени жизни люминесценции, оцененного как стандартное отклонение, увеличивается с увеличением концентрации кислорода. Шум в показаниях варьировался от 0,01 мкбар (среднеквадратичное) при концентрации кислорода, близкой к нулю, до 0,1 мкбар (среднеквадратичное) при парциальном давлении кислорода 100 мкбар.Результаты эксперимента по количественному определению шума показаны на рис. 10А. Это приводит к 95% пределу обнаружения 0,02 мкбар.

Рис. 10. Работа датчика кислорода во время измерения диффузии кислорода в бутылку с сывороткой.

(A) Синяя линия показывает показания концентрации, а красная линия показывает стандартное отклонение шума. Серая линия показывает стандартное отклонение шума при нулевой концентрации кислорода в термически стабильной среде (в среднем 0,01 μ бар).(B) Стабильность измерений парциального давления, когда парциальное давление кислорода номинально равно нулю в присутствии газообразного водорода и палладиевого катализатора в нормальных лабораторных условиях. Синяя линия показывает полученные калиброванные значения парциального давления кислорода, красная линия показывает температуру во флаконе с сывороткой.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0206678.g010

Время жизни, соответствующее нулевому парциальному давлению кислорода, дрейфует в течение экспериментов.Мы предположили, что основными причинами этого дрейфа являются изменения температуры и старение как светодиода возбуждения, так и патча датчика. Чтобы проверить этот эффект, мы использовали катализируемую палладием кислородно-водородную реакцию, чтобы поддерживать концентрацию кислорода на нуле. Для этого мы поместили шарики из оксида алюминия, содержащие 0,5% палладия (Sigma-Aldrich, Сент-Луис, штат Миссури, США), в бутыль с сывороткой с крышкой из бутилкаучука и продули свободное пространство газовой смесью с 5% водорода, 5% CO . 2 и 90% азота (Airgas, Чешир, Коннектикут, США, эта смесь была выбрана потому, что она была легкодоступна в лаборатории для работы в анаэробной камере).На рис. 10В показан дрейф нулевой точки и показания датчика температуры BMP180 (Bosch Sensortec. Kusterdingen, Германия), вставленного во флакон с сывороткой. В течение коротких промежутков времени дрейф следует за изменениями температуры, зарегистрированными в системе. Дрейф датчика, соответствующий изменениям, показанным на рис. 10В, находится в пределах 0,1 мкбар за 3 дня. Это позволяет нам дать более консервативную оценку предела обнаружения 0,2 мкбар для экспериментов с более длительным периодом, когда необходимо учитывать температурный дрейф.Этот дрейф потенциально можно уменьшить с помощью тепловой компенсации, поскольку основным фактором, вызывающим эти колебания, является температура. Таблица 1 показывает, как датчик сравнивается с ранее существовавшими. Используются концентрации кислорода в уравновешенной воде, потому что это наиболее часто сообщаемая величина. Значения шума в таблице рассчитаны с доверительной вероятностью 95%, чтобы быть сопоставимыми с ранее опубликованными данными.

Чтобы продемонстрировать второе потенциальное применение, мы отслеживали концентрацию кислорода в растущей культуре Escherichia coli (штамм K12) при низком парциальном давлении кислорода в течение 60 часов, выращивая в бульоне Luria Bretani. Е . coli являются факультативными анаэробами, которые могут снижать концентрацию кислорода в окружающей среде напрямую, за счет аэробного дыхания или косвенно, во время ферментации (путем образования восстанавливающих метаболитов). Флакон для культивирования, использованный в этом эксперименте, имел встроенный термостат для поддержания температуры внутри флакона на уровне 37°C. На рис. 11 показано поведение датчиков и измеренные концентрации кислорода. Этот эксперимент показывает работу датчика, когда капли воды конденсируются на поверхности датчика и когда температура внутри термостата колеблется.Влияние колебаний температуры можно увидеть на вставке, которая увеличивает временной интервал между 50 и 55 часами. Эффекты капель воды можно увидеть в виде кратковременных разрывов в спектре, наиболее заметные из которых видны через 2,5 и 19,5 часов.

Рис. 11. Необработанные данные, полученные во время роста E . кишечная палочка .

Данные не были отфильтрованы или сглажены. На двух вставках показано поведение датчика с интервалами, обозначенными двумя прямоугольниками, и используются одни и те же единицы измерения по осям x и y.Нулевая точка была повторно откалибрована путем продувки камеры бескислородным азотом после окончания эксперимента.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0206678.g011

Заключение

В этой работе мы представляем конструкцию следового датчика кислорода с открытым исходным кодом для измерений in situ в лабораторной стеклянной посуде. Датчик может надежно измерять парциальное давление кислорода с низким уровнем шума примерно до 1000 мкбар, с оптимальным диапазоном измерения 0–100 мкбар и стандартным отклонением шума, изменяющимся от 0.01 до 0,1 мкбар. Уровень шума можно снизить за счет увеличения интенсивности возбуждения за счет увеличения срока службы светодиода и долговременной стабильности. Дрейф датчика также очень мал и соответствует 0,1 мкбар в течение 3 дней. Предел обнаружения для кратковременных измерений составляет 0,02 мкбар, а для более длительных измерений — 0,2 мкбар при доверительном уровне 95 %.

Датчик улучшен по сравнению с ранее существовавшими конструкциями по нескольким параметрам. Сенсорная система не только демонстрирует более низкий уровень шума и предел обнаружения, но также позволяет использовать уже существующую лабораторную посуду с помощью различных насадок.Это делает его практичным в микробиологических экспериментах, где необходимо использовать стандартные, автоклавируемые контейнеры. Универсальность системы дополнительно повышается за счет возможности беспроводной регистрации данных, которая позволяет осуществлять автономный мониторинг экспериментов в течение нескольких месяцев в условиях, когда неудобен прямой доступ к регистрирующему компьютеру, например, в анаэробных камерах. Мы также разработали процедуру калибровки, чтобы полностью использовать измерительные возможности системы в диапазоне 0–100 мкбар.

Чтобы сделать это устройство доступным для всех лабораторий, мы публикуем все ресурсы, необходимые для производства этих датчиков, в дополнительной информации к этой статье (протокол S1, файл S1, файл S2, файл S3 и файл S4).Любые обновления конструкции датчика будут публиковаться по адресу http://bosaklab.scripts.mit.edu/trace-oxygen-sensor/. Датчик может быть изготовлен с использованием минимального инструментария, а детали, которые должны быть изготовлены на стороне, могут быть изготовлены многими независимыми поставщиками.

В целом, разработанная система содержит множество улучшений по сравнению с ранее существовавшими системами. Доступность конструкции также позволяет легко адаптировать датчик для измерения времени жизни люминесценции других молекул красителя.Эти приспособления требуют простой замены фильтров в оптическом узле и изменения частоты модуляции.

Благодарности

Авторы этой статьи не имели доступа ни к датчикам LUMOS, ни к датчикам STOX.

Каталожные номера

  1. 1. Revsbech NP, Thamdrup B, Dalsgaard T, Canfield DE. Конструкция датчиков кислорода STOX и их применение для определения концентрации O2 в зонах минимума кислорода. Методы Фермент.2011; 486:325–341.
  2. 2. Hecht H, Kölling M. Исследование процессов выветривания пирита в зоне аэрации с использованием оптических датчиков кислорода. Окружающая среда Геол. 2002 г., 1 октября; 42 (7): 800–9.
  3. 3. Вольфбайс ОС. Люминесцентное зондирование и визуализация кислорода: жесткая конкуренция электроду Кларка. Биоэссе. 2015 авг; 37 (8): 921–8. пмид:26113255
  4. 4. Пиро науки. Бесконтактные оптоволоконные датчики кислорода [Интернет]. [цитировано 27 февраля 2018 г.]. Доступно по адресу: http://www.pyro-science.com/contactless-fiber-optic-oxygen-sensor-spots.html
  5. 5. Океанская оптика. Накладки RedEye для определения кислорода [Интернет]. [цитировано 27 февраля 2018 г.]. Доступно по адресу: https://oceanoptics.com/product/redeye-oxygen-sensing-patches/
  6. 6. Павлов АА, Кастинг Дж.Ф. Масс-независимое фракционирование изотопов серы в архейских отложениях: веские доказательства бескислородной архейской атмосферы. Астробиология. 2002;2(1):27–41. пмид:12449853
  7. 7. Ленер П., Ларндорфер С., Гарсия-Робледо Э., Ларсен М., Борисов С.М., Ревсбех Н.П. и соавт.LUMOS — чувствительная и надежная оптодная система для измерения растворенного кислорода в наномолярном диапазоне. Д’Аурия С., редактор. ПЛОС ОДИН. 1 июня 2015 г .; 10 (6): e0128125. пмид:26029920
  8. 8. Ленер П. Датчики кислорода. магистр наук Тезис. Институт аналитической химии и пищевой химии Технологического университета, Грац; 2011.
  9. 9. Ларндорфер С. Конструкция фазового флюорометра для датчиков кислорода. Дипломная работа. Institut für Analytische Chemie und Lebensmittelchemie Technische Universität Graz; 2011.
  10. 10. Национальный центр биотехнологической информации. CID = 3867957 [Интернет]. База данных веществ PubChem. [цитировано 27 февраля 2018 г.]. Доступно по ссылке: https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/3867957
  11. 11. Сандер Р. Сборник констант закона Генри (версия 4.0) для воды как растворителя. Атмосферная хим. физ. 2015 г., 30 апреля; 15 (8): 4399–981.
  12. 12. О’Бойл Н.М., Банк М., Джеймс К.А., Морли С., Вандермерш Т., Хатчисон Г.Р. Open Babel: открытый химический набор инструментов.J Химинформатика. 2011;3(1):33.
  13. 13. Ардуино. Arduino Due [Интернет]. [цитировано 27 февраля 2018 г.]. Доступно по адресу: https://store.arduino.cc/usa/arduino-due
  14. 14. Атмел. ATSAM3X8E — 32-битные микроконтроллеры SAM [Интернет]. [цитировано 27 февраля 2018 г.]. Доступно по адресу: http://www.microchip.com/wwwproducts/en/ATsam3x8e
  15. 15. Мыслитель ИИ. ESP-01 Модуль Wi-Fi 802.11 b/g/n V1.2 [Интернет]. 2017 [цитировано 27 февраля 2018 г.]. Доступно по адресу: http://wiki.ai-thinker.com/_media/esp8266/docs/a001ps01a2_esp-01_product_specification_v1.2.pdf
  16. 16. Оздерия HY. pcb2blender – Переместите файлы pcb в 3D с помощью Blender [Интернет]. [цитировано 27 февраля 2018 г.]. Доступно по ссылке: https://hasanyavuz.ozderya.net/?p=149
  17. 17. Инструменты Техаса. Спецификация OPA380 [Интернет]. Сентябрь 2007 г. [цитировано 27 февраля 2018 г.]. Доступно по адресу: http://www.ti.com/lit/ds/symlink/opa380.pdf
  18. 18. Няйкки Т., Ялуксе Л., Хелм И., Лейто И. Межлабораторное сравнение концентрации растворенного кислорода: чему мы можем научиться? Вода.2013;5(2):420–442.

Измерение концентрации газообразного кислорода в трехкомпонентной смеси с помощью датчика расхода газа с малой теплопроводностью | Технология

1. Введение

Хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ) является симптомом сниженной дыхательной функции из-за хронического воспаления легких в результате длительного воздействия на легкие вредных веществ. В большинстве случаев причиной является курение табака.Хотя доля курильщиков с каждым годом уменьшается, пять десятилетий назад курильщики составляли примерно 80 процентов мужского населения. В последние годы, с возрастом этого поколения людей, число смертей от ХОБЛ увеличилось 1) . Одним из рекомендуемых руководством эффективных методов лечения ХОБЛ является ингаляция высококонцентрированного кислорода для компенсации сниженной дыхательной функции 2) , а для забора атмосферного воздуха и повышения концентрации кислорода используются кислородные концентраторы.Недостаток больших обычных типов внутренней установки заключается в сужении диапазона деятельности пациентов. Между тем, последние тенденции, придающие большое значение улучшению качества жизни (КЖ) пациентов, предполагают увеличение в будущем спроса на компактные, легкие, портативные типы кислородных концентраторов 2) . Соответственно, компания OMRON предложила использовать датчик теплового потока, оснащенный микросхемами микроэлектромеханической системы (МЭМС), для миниатюризации в качестве датчика для контроля расхода газа и концентрации кислорода в этих продуктах, требуемых для соблюдения строгих спецификаций по размеру.Техническая новизна предлагаемого метода заключается в применении функции определения типа газа датчика для измерения концентрации кислорода в газовых смесях кислород-азот-аргон. В данной статье представлено описание этого метода.

2. Принцип работы МЭМС-датчика теплового потока

2.1 Структура и принцип работы сенсорного чипа

Инжир.1 показан внешний вид микросхемы МЭМС-датчика потока размером 1,55×1,55×0,4 мм. В этом разделе объясняется его структура и принцип.

Рис. 1 Внешний вид микросхемы датчика

На рис. 2 показано поперечное сечение конструкции, обозначенной пунктирной линией на рис. 1, а также изменение теплового распределения из-за воздушного потока. Чип состоит из тонкопленочной мембраны для теплоизоляции, подложки, расположенного в центре нагревателя и термобатареи для регистрации разницы температур между нагревателем и подставкой.

Рис. 2 Поперечное сечение чипа датчика и изменение распределения тепла под действием воздушного потока

Как видно из рис. 2, когда на поверхности чипа датчика возникает поток воздуха, параллельный термобатареям, тепло, выделяемое нагревателем, смещается в подветренную сторону и вызывает изменение разности температур между термобатареями с подветренной и подветренной сторон, в результате возникает разница электродвижущих сил.Эта разность электродвижущих сил изменяется в зависимости от силы воздушного потока и, следовательно, может использоваться для определения расхода газа.

2.2 Принцип корректировки расхода на основе определения типа газа

При определении типа газа используются тепловые свойства газа. Следовательно, в этом разделе описывается принцип работы датчика расхода с точки зрения теплового расчета.На рис. 3 показана схема замещения тепла конструкции на рис. 2:

Рис. 3 Схема замещения тепла датчика

См. ниже определения легенд (с единицами измерения в круглых скобках):

Коэффициент, зависящий от расхода воздуха на рис. 3, применим только к , так как тепло перемещается только между нагревателем и термобатареями.С эквивалентной тепловой схемой можно обращаться так же, как с электрической схемой, а это означает, что использование законов Кирхгофа о цепях позволяет определить взаимосвязь между и выходами термобатареи и . Принимая, что полное тепловое сопротивление теплового тракта с подветренной стороны нагревателя (правая половина рис. 3) равно , а с подветренной стороны (левая часть рис. 3) – , уравнения, соответствующие и провести следующим образом:

(1)

(2)

Тепловой поток, протекающий по трассе с подветренной стороны, выражается уравнением (3), а определяется уравнением (4):

(3)

(4)

Когда уравнения (1)–(3) объединяются путем подстановки в уравнение (4), получается соотношение (5) между выходной мощностью термобатареи с подветренной стороны и.Точно так же уравнение (6) может быть получено для выходной мощности термобатареи против ветра:

Уравнение для подветренной термобатареи:

(5)

Уравнение для противопоточной термобатареи:

(6)

Реальные выходы термобатареи и , соответственно, содержат шум смещения температуры, что вызывает ошибки.Это устраняется путем вычитания вывода против ветра из вывода против ветра следующим образом для повышения точности:

(7)

где может обрабатываться как константа, если тип газа неизменен. Если изменчивость связана с изменением типа газа, необходимо определить отдельно. Таким образом, как показано на рис. 4, датчик расхода включает в себя второй чип датчика, установленный с термобатареями, повернутыми на 90° ортогонально направлению воздушного потока, и использует этот чип датчика для определения типа газа:

Инжир.4 Микросхема определения расхода и микросхема определения типа газа

Для микросхемы определения типа газа уравнение (5), где всегда 0, преобразуется в уравнение (8) для определения на основе выходных данных:

(8)

Его подстановка в уравнение (7) приводит к уравнению (9), которое определяет:

(9)

Если соотношение между и расходом установлено заранее во время калибровки, можно определить расход.Вышеизложенный принцип датчика расхода определяет скорость потока. В датчике расхода кислородного концентратора для измерения концентрации кислорода применен механизм чипа определения типа газа для определения термического сопротивления газа.

3. Преимущества МЭМС-датчика теплового потока

Одним из преимуществ термодатчиков является относительно недорогая цена, а тип МЭМС, в частности, имеет преимущество миниатюризации.Кроме того, тип MEMS также имеет функцию измерения скорости потока и, следовательно, можно сказать, что он имеет очень высокую добавленную стоимость. В таблице 1 сравниваются типичные датчики концентрации кислорода. Несмотря на то, что диапазон целевой ошибки уступает датчикам из циркония, тип MEMS соответствует стандарту для датчиков потока для кислородного концентратора:

.
Таблица 1 Сравнение датчиков концентрации кислорода
Тип МУЖСКОЙ термический тип Ультразвуковой тип Цирконий типа
Размер (мм) 50×18×20 100×20×20 17×17×19
Стоимость
Концентрация
Измерение
Допуск
±2%
(целевой диапазон ошибок)
±2% ±0.5%
Определение расхода В наличии В наличии Недоступно

На рис. 5(а) показан внешний вид прототипа датчика расхода концентратора кислорода, включая его корпус длиной 50 мм, шириной 18 мм и высотой 20 мм (без учета арматуры).Этот корпус содержит два встроенных сенсорных чипа. На рис. 5(б) представлено концептуальное изображение ультразвукового датчика концентрации кислорода примерно в два раза длиннее в принципе.

Рис. 5 Прототип O 2 Датчик расхода и схематическое изображение ультразвукового датчика

4. Применение термодатчика для измерения концентрации кислорода

4.1. Механизм кислородного концентратора

Рис.6 показана блок-схема концентратора кислорода, который состоит из двух фильтров с сетчатым слоем, которые забирают сжатый воздух из воздушного компрессора и селективно поглощают из него азот для подачи концентрированного газообразного кислорода через систему, расположенную ниже по потоку, к пациенту.

Рис. 6 Блок-схема кислородного концентратора

. Ситовые слои испытывают снижение скорости адсорбции азота с течением времени и, следовательно, должны быть заменены в тот момент времени, когда концентрация кислорода в концентрированном газе уменьшается из-за увеличения азотной смеси. соотношение в течение длительного непрерывного использования.Датчик концентрации кислорода используется для обнаружения изменения концентрации кислорода в концентрированном газе и своевременной замены сит.

4.2 Принцип измерения концентрации бинарных газовых смесей термодатчиком

В этом разделе описывается механизм, определяющий концентрацию бинарной газовой смеси путем измерения ее теплопроводности.Кислородный концентратор имеет конструкцию, предполагающую постепенное увеличение соотношения смешивания азота и кислорода. В атмосфере при 23 ℃ теплопроводность кислорода и азота отличается от теплопроводности другого: у первого 0,0265 Вт/(мК), а у второго 0,026 Вт/(мК).
Поэтому теплопроводность и концентрация кислорода в газе, содержащем определенное соотношение N 2 , находятся во взаимно однозначном соответствии друг с другом.Отсюда следует, что если теплопроводность газа поддается измерению, то можно определить и концентрацию кислорода. Однако реальный концентрированный газ представляет собой не бинарную газовую смесь, состоящую из кислорода и азота, а тройную газовую смесь, содержащую следовые количества аргона. Если соотношение трех компонентов газа является переменным, этот метод не может определить концентрацию кислорода. Поэтому компания OMRON разработала новый алгоритм, способный решить эту проблему. В следующей главе сначала описывается действие аргона, смешанного с концентрированным газообразным кислородом.

5. Влияние аргона, смешанного с концентрированным газообразным кислородом

Типичный воздух состоит примерно из 78 % азота, 21 % кислорода и 1 % аргона. Кислородный концентратор состоит из двух сит, каждый из которых содержит адсорбент, и избирательно поглощает азот из поступающего воздуха для увеличения концентрации кислорода. Адсорбент состоит в основном из цеолита и адсорбирует азот, используя разницу между азотом и кислородом при взаимодействии ионной полярности цеолитовой сетки и квадрупольного момента газа 3) .По этому принципу большая часть аргонового компонента смешивается с концентрированным газом, не адсорбируясь. В результате доля аргона после концентрирования возрастает до 4,11%, как показано на рис. 7.

Рис. 7 Изменение состава газа до и после концентрирования

При удалении только азота отношение аргона к кислороду предположительно остается неизменным с 4,29% до и после концентрирования. В действительности известно, что это соотношение может изменяться из-за некоторой адсорбции кислорода.Кроме того, адсорбционная способность цеолита ухудшается в основном из-за влажности окружающего воздуха 4) . Следовательно, азот также примешивается, в результате чего получается тройной концентрированный газ. На рис. 8 сравниваются теплопроводности составляющих газов и видно, что по сравнению с азотом аргон существенно отличается по теплопроводности от кислорода.

Рис. 8 Теплопроводность составляющих газов

Таким образом, хотя содержание аргона примерно в четыре процента меньше, чем содержание кислорода, его влияние нельзя не принимать во внимание.Поэтому компания OMRON разработала алгоритм, способный рассчитать концентрацию кислорода в трехкомпонентных газовых смесях, прошедших через термодатчик.

6. Термозондовая технология измерения концентрации кислорода в тройных газовых смесях

6.1 Принцип измерения

На рис. 9 показана зависимость между соотношением составов и теплопроводностью в тройной газовой смеси.Здесь — концентрация кислорода, — отношение аргона к кислороду (далее просто «отношение аргона»), а остальные 1− (1+) — концентрация азота. Кривая корреляции между концентрацией и теплопроводностью кислорода изменяется в зависимости от соотношения аргона. Соответственно, даже если теплопроводность газа определенного соотношения составов получена термодатчиком, концентрация кислорода не может быть определена. Если аргоновый коэффициент на рис. 9 может принимать, например, любое из трех значений , , а для теплопроводности , то концентрация кислорода также может принимать любое из , и и не может быть сведена к одному из них.

Рис. 9 Зависимость соотношения составов и теплопроводности в тройной газовой смеси

Следовательно, теплопроводность должна быть получена при температуре, отличной от температуры, при которой она была получена. На рис. 10 показан концептуальный график кривых теплопроводности, полученных при двух температурных условиях.

Инжир.10 Зависимость соотношения составов и теплопроводности тройной газовой смеси при двух температурах

Поскольку теплопроводность газа имеет характерные для состава газа температурные характеристики, то кривые, полученные при температурах, изменяются по-разному друг от друга в зависимости от соотношения составов. Соответственно, концентрация кислорода, общая для и может быть идентифицирована как . В этой связи соотношение аргона также обозначается как , и, следовательно, концентрация аргона равна ×, а остальное представляет собой концентрацию азота, таким образом, раскрывая соотношения состава трех компонентов.

6.2 Алгоритм расчета

В действительности соотношение аргона может принимать случайное значение. В этом разделе описывается алгоритм, способный определить это значение. Пусть концентрация кислорода и теплопроводность в смешанном газе равны и соответственно. Предположим, что теплопроводности и получены при температурах и и соответственно. Связь между концентрацией кислорода и теплопроводностью выражается квадратным уравнением.Отсюда получаются следующие два уравнения, каждое с коэффициентом, отличным от коэффициента другого:

(10)

(11)

где и – известные значения теплопроводности чистого азота при температурах и кислородном отношении 0 %.Соответственно, неизвестными величинами в уравнениях (10) и (11) являются пятерки из , и . Здесь и являются функцией соотношения аргона , т. е. и . Тогда, если эти две получены заранее при калибровке, калибровка неизвестных величин может быть сведена к двойке из и . Из этого следует, что эти неизвестные могут быть определены путем решения уравнения уравнений (10) и (11) выше. Обратите внимание, что в тройной системе кислород-азот-аргон является независимой константой, а является линейной функцией от .Фактический рабочий процесс обычно выглядит следующим образом: сохранение в устройстве, таком как микроконтроллер, функциональных параметров, определенных посредством калибровки; затем измените мощность нагревателя и, следовательно, температуру, чтобы получить две теплопроводности. Требуемое количество значащих разрядов функциональных параметров для чувствительности датчика, доступное в настоящее время, равно четырем и не представляет проблемы для емкости памяти микроконтроллера. На рис. 11 показана блок-схема расчетов.

Инжир.11 Блок-схема расчета соотношения составов

6.3. Экспериментальное измерение концентрации кислорода в тройных газовых смесях

Алгоритм, описанный выше, был применен в эксперименте для проверки его способности определять концентрацию кислорода в реальной трехкомпонентной газовой смеси. На рис. 12 показана блок-схема системы оценки:

Рис. 12 Блок-схема системы оценки

. При подключенных трубах для кислорода, азота и аргона соотношение расходов каждого компонента газа было изменено на регуляторе массового расхода (MFC) для регулировки соотношения составов в трехкомпонентной газовой смеси.Этот газ вводили в эксикатор, содержащий сенсорный чип, для сравнения результатов измерения с показаниями контрольного измерителя концентрации кислорода ниже по потоку. Протокол эксперимента выглядит следующим образом:

  • Образец: сенсорный чип в керамическом корпусе
    Количество образцов для испытаний: 1
    Температура окружающей среды: 25°C
    Состав измеряемого газа: Когда отношение аргона к кислороду в кислородно-азотно-аргоновом газе было установлено на четыре уровня: 4%, 5%, 6% и 7%, концентрация кислорода регулировалась на каждом уровне. от максимального значения до 0%.В таблице 2 показан случай для соотношения аргона 4%, где соотношение аргона оставалось постоянным на уровне 4%, а концентрация аргона изменялась в зависимости от концентрации кислорода.
Таблица 2 Состав измеряемого газа для содержания аргона 4 %
О 2 + Ар% Н 2 +
1 96.15% 3,85% 0%
2 94% 3,76% 2,24%
3 92% 3,68% 4.32%
4 90% 3,6% 6,4%
5 85% 3,4% 11,6%
6 82% 3.28% 14,72%
7 80% 3,2% 16,8%
8 78% 3,12% 18,88%
9 75% 3% 22%
10 70% 2.8% 27,2%
11 50% 2% 48%
12 0% 0% 100%

Расход газа: 10 л/мин
Время, необходимое для стабилизации концентрации газа: 2 мин
Температура нагрева нагревателя: 135℃ и 78℃
Количество выходных измерений, которые необходимо выполнить: 50 точек на условие
Инструментальная погрешность эталонного измерителя концентрации кислорода: ±0.1%

6.4 Результаты оценки

На рис. 13 показано распределение ошибок для концентраций кислорода, рассчитанных сначала с использованием обычного подхода бинарной системы для данных, полученных при изменении содержания аргона с 4% до 7%. В частности, все эти ошибки были получены из расчетов, выполненных в предположении о бинарной газовой смеси, состоящей из аргона, кислорода и азота с содержанием аргона 4%.

Рис. 13 Погрешности расчета концентрации кислорода в предположении о бинарной газовой смеси

В этом методе изменение соотношения аргона на 1 % вызывало погрешность концентрации кислорода примерно до 20 %. Соотношение аргона 7% приводило к погрешности приблизительно 50%. Эти ошибки произошли из-за того, что теплопроводность аргона-кислорода сама по себе изменилась из-за изменения соотношения аргона, вопреки предположению о бинарной системе, где теплопроводность газа изменяется только от соотношения смешивания с азотом, в то время как аргон-кислород кислородная составляющая остается неизменной.Для сравнения на рис. 14 приведено распределение ошибок для концентраций кислорода, определенных с помощью алгоритма расчета концентрации кислорода в тройных газовых смесях.

Рис. 14 Погрешности расчета концентрации кислорода в тройной газовой смеси

При применении этого алгоритма полученные ошибки находились в диапазоне от +2% до -3%. Из фактических выходных сигналов датчика, полученных для трехкомпонентных газовых смесей с использованием системы оценки, как описано выше, алгоритм определил концентрации кислорода в диапазоне ошибок от +2% до -3%.Компания OMRON подала заявку на патент на эту технологию (заявка на патент Японии № 2019-152361).

7. Выводы

Тепловой датчик, выгодный по размеру и стоимости, внес бы значительный вклад в повышение удобства использования кислородных концентраторов для контроля концентрации кислорода. Однако, поскольку измеряемый газ состоит из трех компонентов, эта цель до сих пор не достигнута.Алгоритм, разработанный на этот раз, представляет собой технологию, способную достичь цели. Кроме того, при использовании в сочетании с технологией MEMS ожидается, что алгоритм позволит реализовать термодатчик примерно вдвое меньшего размера по сравнению с обычными датчиками по низкой цене. Компактный концентратор кислорода привел бы к улучшению качества жизни пациентов с ХОБЛ, чему способствовал бы компактный датчик. Датчик, который в настоящее время находится в разработке, имеет проблемы с чувствительностью. В направлении его практического использования ведутся работы по повышению его чувствительности.

Quantek Instruments — анализаторы кислорода, анализаторы CO2

Обзор

Модель Quantek ZR1000 — это анализатор следовых количеств кислорода, используемый для измерения следовых количеств кислорода во всех типах инертных сред. Сверхбыстрый циркониевый датчик будет реагировать от 1000 до 10 частей на миллион примерно за 23 секунды, в отличие от других инструментов, которым может потребоваться несколько минут, чтобы достичь 10 частей на миллион.

Это устройство питается от блока питания/адаптера переменного тока на 12 В пост. тока или от дополнительной никель-металлогидридной перезаряжаемой аккумуляторной батареи, обеспечивающей 8-10 часов работы, прежде чем потребуется подзарядка.

Конструкция датчика

Датчик в модели ZR1000 представляет собой прочный нагреваемый элемент из циркония с типичным сроком службы 5 лет и отличным откликом на следовые уровни O2 вплоть до единичных значений во всех типах сред с инертным газом. Вход и выход изолированы от окружающего воздуха двойными обратными клапанами с обеих сторон, защищающими датчик от высоких уровней O2, когда он не используется.

В отличие от электрохимических датчиков кислорода в частях на миллион, датчик ZR1000 не деградирует, когда прибор выключен и подвергается воздействию комнатного воздуха. Это устраняет необходимость промывки прибора газом, например азотом, и обеспечивает полную изоляцию прибора от окружающей среды.

Срок службы электрохимических датчиков

ppm может составлять всего 3 месяца, что требует постоянной покупки и установки новых датчиков. Хуже того, если запасной датчик не хранится должным образом, вы можете получить датчик, который уже испортился.Наш датчик из диоксида циркония полностью устраняет эти проблемы.

  • Диапазон:   от 0 до 1000 частей на миллион кислорода
  • Разрешение:    1 ppm кислорода
  • Время отклика: 7 секунд от 1000 до 100 частей на миллион; 15 секунд от 100 до 10 частей на миллион.
  • Точность:    5 частей на миллион
  • Минимальный предел обнаружения:    1 ppm
  • Дрейф: Менее 1% в месяц
  • Сенсор: Запатентованная ячейка из циркония, ожидаемый срок службы 4–5 лет
  • Насос для проб:  дополнительно; Внутренний, с регулируемым таймером
  • Образец соединения: трубка четверть дюйма к фитингу Swagelok.
  • Калибровка: Калибровка стандартным газом; регуляторы сзади анализатора
  • Периодичность калибровки:     Через два года после первоначальной поставки, после этого рекомендуется один раз в год
  • Блок питания: от 100 до 240 В переменного тока, совместимый с международными стандартами
  • Резервное питание:    10 аккумуляторов NiMH (дополнительно)
  • Входное напряжение: 100–240 В, 50–60 Гц
  • Срок службы батареи:    10–14 часов до подзарядки
  • Размер:   9.8 дюймов х 4 дюйма х 10 дюймов. (249 х 102 х 254 мм)
  • Вес:   8 фунтов (3,6 кг)
  • Гарантия:   Один год
  • Стандарты: RoHS, CE
  • Прилагаемая документация:   Сертификат калибровки NIST
  • Происхождение товаров: США
  • Смешивание газов
  • Биотех
  • Обнаружение содержания кислорода в промилле в сварочных газах
  • Технологический мониторинг ppm кислорода
  • Перчаточные ящики
  • Следовые измерения кислорода всех видов
  • Газосмесители
  • Обнаружение содержания кислорода в млн-1 в генераторах азота
  • Разделение воздуха
  • Печи оплавления
  • Измерение следовых количеств кислорода в стеклопакетах (IG)
  • Корпуса с продувкой азотом
  • Системы инертного газа
  • Мониторинг кислорода на 3D-принтере
  • Блок питания/зарядное устройство, совместимый с международными стандартами (100–240 В)
  • Входной фитинг Swagelok
.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.