DO متر چیست؟
یکی از پارامتر های کیفی مهم آب اکسیژن محلول در آب می باشد. اکسیژن آب مقدار تعریف شده ای برای کیفیت دارد. اکسیژن محلول در آب به میکرو ارگانیسم های مبارزه کننده با باکتری ها مورد نیاز است. سنسور های DO جهت اندازه گیری اکسیژن در جریان آب نصب می شوند. به غیر از این سنسورها، از سنسورهای عمومی مثل دما، جریان و فشار نیز جهت کنترل و نظارت بر جریان و کیفیت آنها استفاده می گردد. قابل ذکر است که؛ سنسورهای DO به طور گسترده و به طور کلی در تمام سیستم های آبی برای نظارت بر کیفیت آب مورد استفاده قرار می گیرند.
سنسور اکسیژن چیست؟
سنسور اکسیژن توسط شرکت بوش ابداع گردید و در دهه 1960 توسعه یافت. سنسور اکسیژن برای اولین بار در سال 1976 بر روی خودروی ولوو 240 با هدف جلوگیری از آلودگی و کمک به عملکرد بهینه موتور نصب شد. امروزه این سنسور بخشی از سیستم کنترل آلایندگی خودرو است که اطلاعات خود را مستقیماً به ECU (کامپیوتر خودرو) ارسال می کند.
سنسور اکسیژن lambda sensor که سنسور لامبدا نیز گفته می شود، به قطعه الکترونیکی گفته میشود که سنجش میزان نسبت اکسیژن موجود در گاز یا مایع را انجام میدهد. به خروجی این اندازه گیری، نسبت لامبدا گفته می شود و برای کنترل آلاینده‌های حاصل از احتراق سوخت به کار می‌رود. نسبت لامبدا یک عدد بدون بعد است و ارقام به دست آمده به مدیریت موتورها و میزان آلاینده ها کمک می کند. این اعداد نشان دهنده ی نسبت اکسیژن گازهای خروجی به اکسیژن هوا میباشد.
در موتورهای احتراق داخلی، نسبت لامبدا مطلوب برای عملکرد بهینه موتور، نزدیک به عدد ۱ است. این بدان معناست که مقدار اکسیژن موجود در گازهای خروجی باید تقریباً برابر با مقدار اکسیژن موجود در هوا باشد. اگر نسبت لامبدا کمتر از ۱ باشد، به این معناست که مخلوط سوخت به هوا بیش از حد غنی است. اگر نسبت لامبدا بیشتر از ۱ باشد، به این معناست که مخلوط سوخت به هوا بیش از حد رقیق است.
سنسور اکسیژن چگونه کار میکند؟
هدف مهم و اساسی از طراحی سنسور اکسیژن کار کردن موتور در حالت بهینه و اقتصادی است که در این حالت کمترین گازهای آلاینده را تولید می کند. حسگر اکسیژن میزان غنی یا رقیق بودن نسبت سوخت به هوای ارسال شده به موتور را اندازه گیری می کند. با استفاده از داده سنسور یک سیستم کنترلی فیدبک حلقه بسته مقدار سوخت ارسال شده به موتور را تصحیح می کند.
سنسور اکسیژن یا سوند لامبدا از بدنه سرامیکی با سره پلاتینیوم ساخته شده است. غلاف فلزی، سره سنسور را محافظت میکند. سطح بیرونی سرامیک پوشش داده شده در معرض اکسیژن در اگزوز قرار دارد. فضای داخلی آن به اکسیژن موجود در جو متصل است. تفاوت این دو نقطه باعث ایجاد ولتاژ در سنسور می شود.
وظیفه سنسور اکسیژن چیست؟
سنسور اکسیژن از دو الکترود مرجع و یک الکترود اندازه گیری ساخته شده است. الکترود مرجع در معرض هوای محیط و الکترود اندازه گیری در معرض گازهای خروجی قرار دارد. در زمانی که موتور در حال کار کردن است، گازهای خروجی اگزوز بوسیله یک لوله به سنسور اکسیژن انتقال می یابد. الکترود حسگر با واکنش با گازهای خروجی ولتاژ ایجاد می کند. ولتاژ تولیدی بوسیله ECU مورد اندازه گیری قرار می گیرد و برای تنظیم میزان سوخت تزریقی به موتور استفاده می گردد.
سنسور اکسیژن همانند فلومتر اکسیژن در صنایع جهت سنجش دقیق میزان اکسیژن استفاده می شود. در حوزه بهداشت سلامت (پزشکی)، حسگر اکسیژن برای اندازه گیری میزان اکسیژن خون بیماران مورد استفاده قرار میگیرد. این حسگرها در خودروها برای اندازه گیری میزان اکسیژن مصرفی استفاده می گردد.
انواع سنسورهای اکسیژن
سنسورهای اکسیژن بر اساس نحوه تولید ولتاژ به دو نوع سنسور اکسیژن شیمیایی و سنسور ترموکوپل اکسیژن تقسیم می شوند.سنسورهای شیمیایی اکسیژن رایج ترین نوع سنسور اکسیژن هستند. حسگر های اکسیژن نسبتا ارزان هستند و طول عمر بالایی دارند. سنسورهای اکسیژن ترموکوپل کمتر رایج هستند، اما دقت بیشتری نسبت به سنسورهای اکسیژن شیمیایی دارند. این سنسورها در انواع مختلفی طراحی و تولید می شوند. برخی از آنها عبارتند از:
- سنسورهای الکتروشیمیایی: این نوع حسگرها بر پایه واکنش های الکتروشیمیایی بین الکترود حساس به اکسیژن و محلول الکترولیت حاوی یون های اکسیژن کار می کنند.
- سنسورهای اپتیکال: سنسورهای نوری بر پایه اصول نورسنجی و انتقال نور از طریق محیط حساس به اکسیژن عمل می کنند. تغییرات نور عبوری از محیط مربوط به تغییر مقدار اکسیژن در محیط مربوطه است.
- سنسورهای گاز: سنسورهای گاز از اصول تشخیص گاز متفاوتی استفاده می کنند. هنگامی که اکسیژن وارد سنسور می شود، واکنش های شیمیایی رخ می دهد که توسط سنسور تشخیص داده می شود.
- سنسورهای مغناطیسی: این حسگرها از تغییرات میدان مغناطیسی ناشی از وجود یا عدم وجود اکسیژن برای اندازه گیری استفاده می کنند. هر کدام از سنسورهای مذکور مزایا و معایبی دارند که بسته به محیط کار و نیازهای اندازه گیری مورد استفاده قرار می گیرند.
