Измеритель воздуха – Как выбрать измеритель качества воздуха: victorborisov

разновидности + советы по выбору

Комфортное пребывание в квартире возможно после обеспечения комфортного микроклимата, пригодного для жилых помещений. Климатические условия в комнате зависят от температуры и влажности воздуха, поэтому эти показатели необходимо тщательно контролировать при помощи специальных приборов.

Так, для определения температуры в помещении используется термометр, а прибор для измерения влажности воздуха называется гигрометр. Принцип работы термометра знаком каждому, а как работает влагомер, и как выбрать подходящий вариант, знают далеко не все.

Содержание статьи:

Как измеряется влажность воздуха?

Узнать количество влаги можно с помощью подручных средств: зажженной свечи, еловой шишки, стаканом воды или состоянием листьев домашнего влаголюбивого растения. Такие методы используются давно, но они определяют только приблизительные значения.

Точные показания можно вывести обычным термометром. Этот способ долгий и не очень удобный, так как требует соблюдения определенных инструкций, без которых полученные данные имеют существенную погрешность.

Современные влагомеры безопасны и гармонично вписываются в интерьер. Поэтому могут использоваться в любой комнате, для создания комфортного микроклимата

Для объективного измерения водяных паров в воздухе, используются специальные приборы, преобразующие данные о температуре и концентрации паров.

К таким устройствам относятся:

1. Гигрометры.
2. Психрометры.

Приборы, основаны на разных принципах работы, показывают значения с различной долей погрешности. Некоторые из устройств выдают точные данные о содержании влаги в воздухе, другие допускают погрешность.

Существуют приборы, регистрирующие абсолютные значения, есть измерители, отражающие относительную величину. Поэтому перед выбором гигрометра необходимо изучить принцип работы устройств и учесть условия, в которых будет использоваться прибор.

Абсолютная величина отражает вес водяных паров в кубическом метре воздуха. Значение обозначается в граммах, килограммах на метр в кубе. Такая величина ничего не скажет обычному человеку, поэтому за единицу измерения принято считать относительную влажность воздуха.

Относительная влажность – это соотношение пара и воздуха. Максимально возможное количество пара в воздухе – 100%, остальные значения выводятся относительно максимальной величины.

Для вычисления относительной величины влаги в воздухе, каждый прибор оснащен термодатчиком. Некоторые устройства транслируют дополнительные данные о температуре, что удобно, так как не нужно дополнительно покупать термометр

Согласно СНиП 2.04.05-91 относительная влажность воздуха должна оставаться в пределах 30-60%. В климатически влажных районах, с содержанием паров на открытом воздухе более 75%, значения будут чуть выше.

Принцип работы и виды устройств

Работа гигрометров основана на вариациях физических параметров различных материалов. При изменении количества паров в воздухе, меняются свойства: плотность, вес, длина и другие рабочие параметры веществ. Регистрируя изменения физических характеристик материалов, можно делать выводы о количестве паров в воздухе.

Волосной и пленочный влагомеры

Простейшие механизмы приборов, анализируя физические свойства материалов, позволяют безошибочно определить количество паров в воздухе.

Волосное устройство состоит из синтетического обезжиренного волоса, основания со шкалой, стрелки и шкива. При увеличении или уменьшении паров, сила натяжения волоса меняется, шкив проворачивается, меняя положение стрелки на шкале со значениями.

Раритетные и эксклюзивные модели волосных гигрометров действуют исключительно по законам механики, поэтому не требуют внешнего источника питания

Такой измеритель действует в диапазоне от 30 до 80%. Сейчас он практически не используется, поскольку существуют другие модели, имеющие больший диапазон работы.

В пленочном влагомере в качестве чувствительного элемента выступает органическая пленка, присоединенная к шкиву. При изменении показателя влажности, усиливается или уменьшается натяжение пленки, что приводит к движению шкива, который меняет угол наклона стрелки.

Указатель двигается по дугообразному циферблату, показывая процент влажности воздуха в помещении.

Оба механизма действуют по законам механики, поэтому могут точно измерить влагу в помещениях, где держится низкая температура, до 0 °С.

Весовой и конденсационный измерители

С помощью весового гигрометра можно определить абсолютную влажность воздуха. Такое устройство используется для лабораторных опытов, поэтому для домашнего использования в помещениях не подойдет.

Конденсационный измеритель резюмирует наиболее точные данные. Конструкция такого прибора состоит из плоской поверхности, на которой оседает влага, термометра, определяющего момент образования конденсата и пучка света, улавливающего появление первого конденсата. Рабочий диапазон измерителя от 0 до 100%.

Конденсационный прибор имеет большие габариты. Для приведения устройства в действие, применяется резиновая груша, поэтому такие влагомеры используются только в лабораториях

Данные механизмы генерируют результаты с высокой точностью, что необходимо для исследований, но не в качестве домашних измерителей влажности воздуха.

Механический и электрический приборы

Механический или керамический влагомер работает посредством электрического сопротивления массы. Поскольку в составе керамической массы содержится кремний и каолин с частицами металла, полученная смесь меняет сопротивление после изменения влажности воздуха.

За счет этого при различном содержании пара, стрелка на приборе меняет положение, отражая влажность воздуха.

Данный механизм работы позволяет делать керамические приборы компактными, поэтому они пользуются спросом для измерения влажности воздуха в быту.

Электронный или комнатный гигрометр – современный высокоскоростной прибор для определения влажности воздуха в помещении.

В конструкции могут быть использованы следующие принципы действия:

• измерение электропроводности окружающего воздуха;
• оптоэлектронный метод, с измерением точки росы;
• измерение электрического сопротивления полимеров и солей;
• анализ емкости конденсата.

Цифровой влагомер работает при помощи микросхем, поэтому расчеты производятся в течение нескольких секунд, а выходные данные имеют минимальную погрешность.

Точные показания электронного гигрометра возможны при отсутствии сквозняка. Некоторые модели допускают колебания до 2 м/с, чтобы это учесть, необходимо предварительно ознакомиться с технической документацией

При определении влажности воздуха устройствами данного типа, необходимо учитывать температуру окружающей среды. Малейшие отклонения от стационарных условий влияют на конечные показатели, поэтому перед непосредственным измерением уличные двери должны быть закрыты в течение 15 минут.

Кроме температурных колебаний на работу устройств влияет близость нагревательных приборов. Поэтому при размещении гигрометров любого типа учитывайте близость радиаторов и размещайте их на противоположной стене или столике, расположенном на значительном расстоянии от обогревателей.

Принцип действия психометра

Еще одним прибором для измерения влажности воздуха в помещениях является психометр. Механизм работы психрометрических устройств основан на использовании физико-химических свойств жидкостей.

Для измерения на приборе установлены две градусные трубки с жидкостью, одна из которых обмотана мокрой тканью. При испарении влаги температурный показатель на обмотанной трубке ниже, чем на сухой.

В качестве жидких материалов для наполнения термометров психрометра используют ртуть и толуол. Прибор с толуолом менее опасен для применения в быту

Для получения результата необходимо посмотреть температуру воздуха на термометре, не обмотанном тканью, вычислить разницу показателей жидкости между обеими трубками.

Далее, в первом столбце таблицы значений найти температуру воздуха согласно градуснику. В верхней строке найти разницу значений. Цифра на пересечении столбца и строки является показателем влажности.

Психрометры бывают трех видов:

1. Стационарный. Простой прибор, состоящий из двух градусников, заключенных в метеорологическую колбу. Один из термометров взаимодействует с влажной тканью, в связи с чем, жидкость меняет физико-химические свойства и появляется разница в градусах. Результаты вычисляются по таблице.
2. Аспирационный психрометр похож на стационарный, разница заключается в том, что защитном корпусе установлен вентилятор-аспиратор, для перемещения сжатого газа. Своеобразный вакуум создает условия для получения максимально точных показателей.
3. Дистанционный прибор может быть манометрическим или электрическим. В конструкции присутствуют манометрические термометры или термисторы, которые изменяют сопротивление в зависимости от состояния внешней среды. Готовые результаты выводятся на цифровое табло прибора.

Психрометрические устройства проходят стандартизацию и поверку, поэтому выходные значения можно считать наиболее точными.

Стационарные приборы для измерения количества влаги в воздухе бывают навесными и настольными, поэтому гармонично впишутся в любой интерьер

На что смотреть при покупке?

К комнатным моделям приборов для измерения количества влаги в воздухе, относятся механические и электронные гигрометры. Они имеют компактную конструкцию, безопасны для окружающих и выдают минимальную погрешность в расчетах. Для поддержания дизайнерской мысли, современные устройства имеют лаконичный дизайн.

Совет №1 — принцип работы

Механические и цифровые гигрометры имеют ряд преимуществ, которые могут повлиять на выбор прибора.

К плюсам механических моделей влагомеров можно отнести то, что:

• работа прибора не зависит от внешних источников питания;
• они просты в использовании, поскольку требуется минимальная дополнительная подстройка необходимых рабочих параметров;
• стоимость механического гигрометра, несколько ниже электронного.

Цифровые модели выполняются в виде складных, портативных гаджетов.

Кроме этого к преимуществам электронных моделей относятся:

• высокая скорость выдачи результата;
• меньшая погрешность показаний, по сравнению с механическим прибором;
• выходные данные подлежат дальнейшей обработке, в связи с наличием встроенной внутренней памяти.

Некоторые электронные влагомеры совмещают в себе сразу несколько приборов: гигрометр, часы, календарь, термометр, барометр, измеритель точки росы. Поэтому, если устройство выполняет несколько климатических функций – это стационарная метеостанция.

Некоторые влагомеры имеют встроенную систему оповещения, которая срабатывает, когда уровень пара снижается или повышается до отметки в 30 и 60%. Такой прибор должен быть в домах, где климатические условия региона, предполагают повышенную влажность или сухость воздуха

Для комфорта ребенка и родителей гигрометр может быть встроен в радионяню. Такой прибор имеет большой функционал и систему оповещения.

Самые последние модели оснащаются Wi-Fi модулем, для вывода на экран сведений о погоде в регионе, посредством получения данных через сеть Интернет.

Современные модели гигрометров рассчитаны на определенную специфику работы, поэтому для того чтобы точно измерить влажность воздуха в комнате, квартире или других помещениях необходимо понимать, как будет использоваться прибор. Тогда купленный влагомер будет полностью соответствовать необходимым требованиям.

Совет №2 — диапазон влажности

Оптимальная влажность воздуха определяется назначением помещений. В спальнях, гостиной нормальные значения влагомера от 20 до 80%. Возле балкона, в холле, чердаке и на кухне от 10 до 90%.

Во влагонаполненных помещениях диапазон рабочих значений может достигать 100%. Чем шире размах значений, улавливаемых прибором, тем выше цена на него. Поэтому, при выборе гаджета для спален, холла и чердачного пространства можно остановить выбор на устройствах с малым диапазоном значений.

При покупке гигрометра изучите рабочие характеристики, указанные в паспорте изделия. Важно, чтобы параметры прибора, включали верхние значения диапазона предполагаемых рабочих температур

Для некоторых влагомеров важен максимальный порог нагрева. Так, прибор для бани или сауны должен включать в диапазон рабочих температур значения до 120 °С. Поэтому в помещения, где температура и влажность могут достигать довольно высоких значений следует приобретать специальные приборы для измерения паров в воздухе.

Совет №3 — точность измерения

Для оборудования специальных хранилищ, требуются приборы с наименьшей погрешностью показаний.

Так, в домашней винотеке влажность циркулируемого воздуха должна держаться на уровне 65-75%, а содержание паров воды в библиотеке не должно быть ниже 50 и выше 60%.

Поэтому, для измерения влаги в воздухе в таких помещениях, следует использовать психрометр или высокоточный электронный гигрометр, который измеряет количество водяных паров путем изменения электропроводности воздуха.

Погрешность психрометра колеблется в пределах от 1 до 5%, погрешность цифрового устройства от 5 до 10%. Поэтому они могут быть использованы в помещениях, где влажность воздуха должна придерживаться точно заданных значений

Выводы и полезное видео по теме

В видеоролике речь пойдет о принципах работы стационарных психрометров, будет приведено сравнение полученных результатов с показателями цифровых гигрометров:

Оптимальная влажность воздуха в комнатах уменьшает риск возникновения хронических заболеваний, облегчает симптомы течения существующих бронхолегочных болезней, снижает проявление аллергических реакций.

Количество влаги в воздухе влияет на работоспособность, внешность и здоровье человека. Поэтому измерение водяного пара в помещении должно стать полезной привычкой в каждой семье.

sovet-ingenera.com

Монитор качества воздуха в помещении / Habr

Замечательно жить на берегу горного озера, среди девственной, природы. Дышать только чистым, наполненным ароматом трав воздухом. Но мало у кого это получается. И в мегаполисе, дома и в офисе можно достигнуть максимально возможного качества воздуха.

Для этого в первую очередь надо видеть и понимать, что нас окружает? Каким воздухом мы дышем? Нам уже стали привычны термометры, барометры, приборы показывающие влажность. Но эти приборы ничего нам не говорят о качестве окружающего воздуха. А значит мы будем слушать советы, которые не всегда верны, руководствоваться слухами, не зная наверняка, правильно ли мы поступаем.

Один из таких мифов – что в городах отвратительный воздух, грязный и ядовитый. И вместо кислорода сплошные выхлопы от автомобилей. Мы воспринимаем это как данность, и не пытаемся исправить ситуацию, даже там, где способны это сделать, в собственном доме, или офисе. Даже те, у кого есть маленькие дети, или проблемы с аллергией, прикладывают свои усилия в слепую, не контролируя результатов.

Есть много полезных приборов позволяющих увеличить качество воздуха в нашем доме — увлажнители, ионизаторы, мойки воздуха, приточные вентиляции и фильтры.

Но этого недостаточно. Нужен прибор которым вы могли-бы непосредственно померять качество воздуха в вашем доме. Что бы Вам было понятно и очевидно чем Вы дышите. Как температура на градуснике.

Что может дать подобный прибор?

Многие думают что в мегаполисе воздух грязный именно на улице, где машины и заводы. А в помещении воздух чище. Но это совсем не так. Достаточно померять. Человек выдыхает в 100 раз больше СО2 чем вдыхает. И в герметично закрытом помещении, тем более, если присутствует несколько человек, воздух становится удушливым очень быстро. В доме много мебели и отделочных материалов, выделяющих токсичные вещества. В квартире быстро скапливается пыль, которая может нанести серьезный вред Вашему здоровью. Воздух в закрытом помещении в 4-8 раз грязнее чем на улице, и в 8-10 раз токсичнее. И Вы можете это померять и увидеть, если у вас есть соответствующие приборы. И понять как часто вам стоит проветривать помещение, в любую погоду.

Один из серьезных загрязнителей воздуха это пыль. Переносчик инфекций, любимая среда для клещей-сапрофитов и серьезный аллерген — пыль загрязняет воздух сильнее всего.

В доме, где есть аллергики, рекомендуют радикальные меры: гардины и портьеры поменять на жалюзи, убрать паласы, книги, декоративный текстиль и плюшевые игрушки. И даже мягкую мебель поменять на аналоги в кожаной обивке. Книги, сувениры, всякую мелочь – хранить под стеклом. И конечно важно знать что Ваши усилия не пропадают даром и количество пыли в доме минимально. А это тоже можно померять и увидеть.

Опасность таит и домашняя обстановка, мебель, лаки, краски, ДСП, МДФ, некоторые пластики могут выделять фенолы, формальдегиды и т.д. Совершено не важно, какой цены мебель из ДСП — все равно в воздух «полетят» вредные для организма соединения.

Но и с этой бедой можно эффективно бороться, в том числе проветриванием помещения. Просто надо видеть врага в лицо. Измерять и контролировать.

Собственно то, что я предлагаю — Прибор для контроля качества, основных параметров окружающего воздуха. который я сделал для себя. И делюсь с вами его конструкцией. Прибор доступен для самостоятельной сборки, любому кто мало-мальски умеет держать в руке паяльник.

В продолжении и развитии прошлой темы датчика СО2, я усовершенствовал прибор и предлагаю вашему вниманию новую версию, теперь уже комплексного мониторинга качества воздуха.

В прибор было добавлено еще 2 датчика. Датчик пыли PMS5003 и датчик формальдегида ZE08-Ch30. Так же прибор обзавелся часами DS3231 и научился подавать звуки MP3-TF-16P. Были выкинуты датчик температуры и влажности. От них было мало толку. Из-за того, что начинка нагревается показания этих датчиков сильно отличались от реальности.

Основа прибора как и прежде контроллер ESP8266 dev kit 1 и датчик СО2 MH-Z19. Так же как в первой версии прибора датчик подключен по ШИМ. Для подключения остальных датчиков, экрана(все это висит на одних контактах) и модуля издающего звуки был использован аналоговый коммутатор 74HC4052. Контроллер последовательно подключается к датчику формальдегида и пыли. После этого переключается на экран и выводит информацию. Если наступает необходимость подать звуки, контроллер переключает коммутатор на звуковой модуль.

Датчики пыли, формальдегида и звуковой модуль общаются с контроллером посредством UART. В момент опроса датчиков, или воспроизведения звуков, UART контроллера переключается на альтернативные контакты и в этот момент невозможно общение по USB с компьютером.

В данной модели я использовал большой 2,8” экран, разрешением 240×320 точек. С интерфейсом SPI на базе контроллера ILI9341.

Никакого управления, кроме кнопки включения на приборе нет. Просто включаешь в розетку( в приборе встроен блок питания на 5v) и можно наблюдать за показаниями.

На экран выводится следующая информация: В верхнем левом углу часы с датой и месяцем. С право от часов выводится показания датчика формальдегида в µg/mᶟ. Следующий ряд, это показания датчика пыли. Тут 3 значения. Первое пыль диаметром меньше 1мкм, дальше частицы меньще 2,5 мкм и справа частицы до 10 мкм. Значения выводятся в µg/mᶟ. Под показаниями датчика пыли выведена строчка мелких цифр. Это для особо любознательных, тут перечислены значения счетчика частиц пыли разных фракций. Данные даны — количество частиц на 1л воздуха.

Ниже график измерений содержания в воздухе углекислого газа СО2, приблизительно за последние полчаса.

В самом низу текущее значение концентрации СО2 в ppm. Справа светофорчик, сигнализирующий о опасности, или безопасности данной концентрации СО2. Зеленый сигнал говорит о том что концентрация меньше 900 ppm и хорошем качестве воздуха, желтый о душной обстановке и концентрации от 900 до 1500 ppm. Красный сигнал показывает что концентрация углекислого газа выше 1500ppm и это опасно для здоровья и плохо сказывается на самочувствии.

Когда уровень концентрации СО2 достигает 900ppm из прибора раздается чихание. Если уровень поднимается выше 1500ppm прибор «кашляет».

На лицевой стороне прибора имеется наклейка, на которой расписаны какие параметры прибора что обозначают и каковы нормальные, высоки и опасные концентрации газов и пыли.

Датчики:

Датчик СО2 MH-Z19 — Недиспергирую- инфракрасный датчик (или датчик NDIR) представляет собой простой спектроскопического датчик используемый в качестве детектора углекислого газа. Предел измерений до 5000ppm нижний предел около 400ppm(естественный уровень СО2 в атмосфере). Паспортная точность 50ppm. Время отклика около 30 секунд. При подаче питания первую минуту полторы выдает максимальные, или минимальные показания, потом включается и выдает реальные данные. Информация с датчика получается по ШИМ. В момент считывания контроллер измеряет скважность сигнала на выхоже датчика и по формуле преобразует его в уровень СО2.

Датчик пыли PMS5003. NDIR датчик пыли измеряющий концентрацию пыли с разбиением отдельно на 3 фракции 1, 2.5 и 10 микрон. Так же имеет счетчик частиц пыли разделенный на 6 фракций. Точность заявлена 10%. Датчик используется в активном режиме. Это значит что он сам автоматически через установленные промежутки времени посылает информацию в UART. Когда необходимо получить информацию с датчика, контроллер подключается к нему по средствам коммутатора и ожидает очередной посылки данных.

Датчик формальдегида ZE08-Ch3O Электрохимический датчик термостабилизированный. Этот датчик так же используется в активном режиме. Он самостоятельно, каждую секунду посылает данные в UART и когда контроллер переключает на него коммутатор, происходит считывание данных.

Для извлечения различных звуков и звуковой сигнализации о состоянии воздуха используется миниатюрный mp3 плеер управляемый по UART — MP3-TF-16P. Данная плата имеет на борту считыватель микро SD карты, на которую записываются звуковые файлы в mp3 формате. Также имеется усилитель мощности и может быть подключен динамик на 8ом. Выбор и воспроизведение файлов записанных на sd карточку управляется по UART с контроллера устройства. В программу встроена защита от оповещения в ночное время. После 22:00 и до 8:00 звуковой сигнал не подается.

Для вывода на экран времени и даты используется модуль часов DS3231, который работает по протоколу I2C. Заявленная точность 2 минуты в год.

Для переключения основного контроллера ESP8266 между датчиками, экраном и звуковым модулем используется аналоговый коммутатор 74HC4052. Это сдвоенный коммутатор на 4 линии. ESP8266 использует для UART выводы D9, D10 но мы не можем использовать эти выводы, так как они подключены к встроенному на плату контроллера адаптеру USB. К счастью есть возможность переключать выходы UART на альтернативные контакты D7, D8. Но эти же контакты использует шина ISP по которой контроллер подключен к дисплею. Для того, что бы разобраться с этим зоопарком и используется коммутатор. Он имеет 2 входа и по 4 выхода. В один момент каждый вход может быть подключен к одному из 4 выходов. К каждому выходу подключен датчик, или дисплей, или звуковой модуль. По управляющим пинам контроллер выбирает к какому устройству нужно подключиться в данный момент. При выводе на экран контроллер подключается к дисплею, при считывании данных к датчику, а при воспроизведении звуков к mp3 плееру.

Так же в приборе используется вентилятор, который продувает закрытый корпус воздухом, что бы датчики адекватно реагировали на изменения атмосферы вокруг прибора. Скоростью вентилятора управляет контроллер, так как если ее не снижать вентилятор слишком сильно гудит.

Общий цикл опроса датчиков и вывода на экран информации составляет 5 секунд.

Схема устройства:

Монтажная плата:

→ Файл прошивки
→ Файл скриптов:

→ Тут пошаговая инструкция как собирать прибор
→ Тут инструкция по прошивке

habr.com

Измерители влажности воздуха: виды и назначение

Влажность воздуха играет важную роль в формировании комфортных условий жизнедеятельности людей, животных и растений. Поддерживать её в определённых пределах требуется в жилых, производственных, складских помещениях. Измерителями влажности воздуха являются гигрометры и психрометры. Они успешно решают задачу постоянного контроля над микроклиматом.

В зависимости от конструкции гигрометры разделяют на следующие основные группы: механические, конденсационные, резистивные, емкостные. По устройству и назначению психрометры могут быть аспирационными, стационарными или дистанционными.

Требования условий эксплуатации, точности, удобства и надежности определяют выбор того или иного прибора. Для бытовых целей обычно используют электронные гигрометры с емкостными и резистивными датчиками. Позволяя измерять влажность и температуру, они отличаются простотой, широким диапазоном измерений, а также приемлемой стоимостью.

Конденсационные гигрометры применяются преимущественно в промышленности. Их отличает высокая точность и надежность. При этом они сложны в эксплуатации, имеют высокую стоимость.

Аспирационные психрометры благодаря своей точности, стабильности и возможности работы при высоких температурах широко распространены. К их недостаткам относится инерционность и необходимость постоянного обслуживания.

Классификация измерителей влажности воздуха

Механические устройства различаются по виду чувствительного элемента.

Волосяные гигрометры. В них натянутая синтетическая нить или обезжиренный волос связаны со стрелкой, которая перемещается вдоль круговой шкалы. Диапазон измерений от 20 до 100%. При увеличении или уменьшении влажности нить меняют свою длину, поворачивая стрелку прибора в соответствующую сторону. Волосяные гигрометры достаточно точны, просты, удобны, но при этом их диапазон измерений ограничен. Они обычно применяются на метеорологических станциях.

Пленочные гигрометры. У данных устройств чувствительным элементом является мембрана. Она натягивается при уменьшении влажности и прогибается при увеличении. Движение пленочной мембраны передается стрелке.

Весовые гигрометры. Конструкция этих приборов основана на свойстве гигроскопических материалов поглощать водяные пары. Определяя объем пропущенного через материал воздуха и массу поглощенной влаги, вычисляют абсолютную влажность.

В резистивных электролитических гигрометрах используется раствор соли. Он меняет свою концентрацию в зависимости от влажности воздуха. Это приводит к увеличению или уменьшению электрического сопротивления раствора, что и фиксирует прибор. Недостатком гигрометров такого типа является погрешность, которую вызывает изменение температуры. В устройстве емкостных приборов используется связь влажности и диэлектрической проницаемости среды.

Работа конденсационных гигрометров основана на определении точки росы. Это такая температура, до которой нужно охладить воздух при постоянном давлении, чтобы водяной пар, содержащийся в нем, стал насыщенным. Конструкция конденсационного гигрометра включает в себя зеркало, которое охлаждается до появления на нем мелких капелек воды. Этот момент фиксируется с помощью оптического устройства. По его сигналу происходит измерение температуры зеркала.

Психрометры

Психрометр – это прибор, предназначенный для измерения влажности и температуры воздуха с помощью двух термометров. Один из них сухой, другой – влажный. Резервуар влажного термометра окружен полоской ткани. Она постоянно смачивается водой. В качестве ткани обычно используют батист или хлопчатобумажный отбеленный шифон.

При испарении воды влажный термометр охлаждается и показывает более низкую температуру, чем сухой. В соответствии с полученными значениями по психрометрической таблице определяют влажность воздуха. Для уменьшения погрешности измерений в устройстве аспирационных психрометров предусматривают обдув термометров воздушным потоком, создаваемым вентилятором.

Психрометрическая таблица

Показания сухого термометра, t1, ºC	Разность показаний сухого и влажного термометров, ºC
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
	Влажность воздуха, %
0	100	81	63	45	28	11	–	–	–	–	–
2	100	84	68	51	35	20	–	–	–	–	–
4	100	85	70	56	42	28	14	–	–	–	–
6	100	86	73	60	47	35	23	10	–	–	–
8	100	87	75	63	51	40	28	18	7	–	–
10	100	88	76	65	54	44	34	24	14	5	–
12	100	89	78	68	57	48	38	29	20	11	–
14	100	89	79	70	60	51	42	34	25	17	9
16	100	90	81	71	62	54	45	37	30	22	15
18	100	91	82	73	65	56	49	41	34	27	20
20	100	91	83	74	66	59	51	44	37	30	24
22	100	92	83	76	68	61	54	47	40	34	28
24	100	92	84	77	69	62	56	49	43	37	31
26	100	92	85	78	71	64	58	51	46	40	34
28	100	93	85	78	72	65	59	53	48	42	37
30	100	93	86	79	73	67	61	55	50	44	39

tehnouzel.ru

Прибор для измерения влажности воздуха в помещении

 

Если вы не хотите столкнуться с неприятностями, связанные с влажностью в доме, то необходимо постоянно проводить контроль ее уровня. Воздух, являющийся пыльным и сухим, имеет в себе огромное число антигенов (вызывающие аллергические реакции), несущие отрицательные последствия. Воздух, который сырой, может стать источником хронических заболеваний у человека. Чем измерить влажность воздуха в квартире? Какой влагоизмеритель лучше купить? Эта статья сможет ответить на данный и другие возникающие вопросы.

Чтобы осуществлять постоянный контроль, надо производить измерения влажности при помощи специального прибора. И такой аппарат на сегодняшний день есть. Это гигрометр. На сегодня есть несколько разновидностей этого аппарата, которые будут подробно рассматриваться.

Измерительное устройство

Сегодня есть несколько типов бытового прибора для измерения влажности воздуха в комнатных помещениях или квартирах. Чем измеряют влажность воздуха в комнатах и определяют? Давайте подробнее рассмотрим все типы гигрометров.

Термогигрометр

Влажность воздуха возможно померить благодаря термогигрометру. Рассмотрим его работу. Он обладает сложной системой, поэтому он определяет не только уровень влаги, но и значение температуры внутри комнатного помещения. Также дополнительно данный аппарат проводит фиксацию значений состояния влаги и температурной величины в различных точках. То есть он сравнивает состояние двух показателей в месте, где он находится на этот момент, и в предыдущем помещении.

Прибор для определения влажности воздуха проводит синхронизацию значений, которые он получил в различных точках здания. Согласно этим показаниям термогигрометр дает общий результат значения влажности и температуры. Какими техническими характеристиками обладает он?

Рассмотрим технические характеристики термогигрометра. Длина провода составляет 150 сантиметров. Показатели изображаются как проценты, диапазон которых составляет от 0 до 90. Можно также приобрести в магазинах модели термогигрометров, которые являются беспроводными.

У данных моделей имеется дополнительная функция: когда состояние уровня влаги в комнате является критическим, измеряющий аппарат дает сигнал, который оповещает хозяина о плохой обстановке воздуха. Удобно пользоваться данным прибором (приборами) или измерителем, измеряя влажность в квартире.

Данным гигрометром вы сможете провести измерения температуры и влажности. Вы буквально будете участвовать в изменении домашней «погоды».

Психрометр

Полностью называется данный комнатный аппарат — психрометрический гигрометр. Как определить влажность воздуха в квартире с помощью психрометра? Они имеют два градусника. Один градусник имеет название «сухой», который выполняет стандартную работу – измерение температуры в помещении.

Другой термометр – увлажненный, потому что он находится внутри водяного сосуда, и обмотан фитилем из ткани. Он дает показатели температуры фитиля, который влажный. Значение данной температуры получается за счет испарения влажности. Если показатель влажности имеет низкий уровень, то испарение проводится гораздо быстрее. И наоборот.

Благодаря психрометру, вы сможете получить необходимую информацию о состоянии вашей комнаты, то есть определить влажность воздуха. Сегодня часто пользуются психрометром для контролирования влагосодержания.

Приборы: волосяной и пленочный

Волосяной прибор для измерения влажности воздуха в помещении достаточно легко устроен. Почему его так называют? Работа данного типа гигрометра ведется на основании волоса из синтетики, который является обезжиренным. Как узнать влажность воздуха на нем? Как измерить влажность воздуха в квартире благодаря волосяному устройству?

От изменения состояния воздуха, меняет и свою длину этот синтетический обезжиренный волос. Он натянут меж пружины и стрелочного конца. За счет колебания синтетического волоса осуществляется перемещение стрелки по пластинке с делениями (циферблат), которая и выдает общие значения уровня влаги в комнате. Обсудим «внутренности» аппарата.

Этот прибор для измерения влажности воздуха обладает большим охватом значений – от 0 до 100. Поэтому сведения о состоянии воздушного потока будут наиболее точными. Главная особенность его – это простота его работы. С ними легко обращаться, поэтому вы не будете мучиться с ним во время использования. Данный измеритель можно расположить на стене в комнате – это довольно удобно. Измерьте и узнайте данные о состоянии квартиры, которые будут у вас всегда перед глазами.

Есть другой тип гигрометра – это пленочный. Как проверить влажность воздуха в квартире с помощью него? Пленочный гигрометр состоит по-другому, поэтому и принцип функционирования отличается от волосяного. Главная отличительная особенность пленочного гигрометра – это наличие элемента, который является чувствительным. Данный компонент в устройстве – это органическая пленка. Принцип работы — органическая пленка может растягиваться, или наоборот, сжиматься – это зависит от состояния влажности воздуха в доме. Значение влажности также отображается на циферблате.

Если во влажном определенном помещении относительно низкие температуры, то рекомендуется использовать именно волосяной или пленочный гигрометры. Другие аппараты просто не подходят для определения уровня влажности в помещении, их практически не используют.

Выбор устройства

Перед приобретением того или иного гигрометра необходимо узнать о нем информацию. Есть измеряющие приборы для определения влажности воздуха. Также существуют разновидности. Рассмотрим приборы для измерения (гигрометры):

• настенный прибор;
• настольный влагомер;
• механическое устройство;
• цифровое устройство.

Какие аппараты выбрать? Выбор того или иного вида устройства зависит от самого потребителя. Для начала необходимо ознакомиться с техническими характеристиками аппарата и некоторыми нюансами. Давайте более подробно рассмотрим их:

• Определитесь, насколько вам важна точность измерений. Потому что разные устройства дают различные значения. Какие-то гигрометры будут давать точные значения, а другие – приближенные. Но это не говорит о том, что это «плохие» устройства. Большинству покупателям достаточно приобрести гигрометры, которые дают «неточные» значения.
• Далее необходимо сразу определиться с будущим месторасположением аппарата, так как не все типы и виды использованных устройств можно установить в любом месте вашего дома. К примеру, далеко не все устройства могут располагаться на стенах. Хотя рекомендуется приобретать настенные гигрометры, используя их для контроля.
• Проверяем на наличие нужной комплектации у измеряющего прибора. Должны иметься индикаторы и психрометрическая таблица. Если это имеется, значит, вы приобретаете определитель уровня влажности высокого качества. Относительную влажность воздуха он будет измерять точно.

Это главные три пункта, на которые надо обратить свое внимание. Перед покупкой лучше всего узнавать данные у продавца продукции, который поможет вам правильно выбрать аппарат при соблюдении всех запросов и условий.

Повышенная влага

Измерение влажности воздуха в квартире производится, чтобы не столкнуться с трудностями сухости воздуха и повышенного уровня влаги. Некоторые полагают, что это не особо серьезная проблема, поэтому установка гигрометра является бессмысленной. Но надо поменять такое отношение, так как будут отрицательные последствия, если не осуществляется контролирование уровня влажности в квартире.

Относительно повышенный уровень влаги воздуха в домашних условиях – это источник появления микроскопических грибков на поверхностях. Также такие условия являются благоприятной средой для развития грибка, который может пагубно повлиять на здоровье человека. Плесень может привести к развитию у человека аллергии.

Сырость, которая появляется из-за влажного воздуха, увеличит размножение плесени.

Но не забывайте, что аллергия – это всего лишь одна из болезней, который может вызвать у человека плесень. Грибок может стать источником разнообразных заразных заболеваний.

Плесневые споры могут оказаться в вашей еде. Человек и весь его организм может начать страдать пищевыми заболеваниями. Это несет опасно и всем людям, которые проживают в этом доме.

Чтобы избежать все эти проблемы, необходимо регулярно проводить проветривание помещения. Проветривание должно проходить в независимости от температуры за окном и в любое время года.

Проветривание должно проводиться хотя бы два раза в день. Это минимальное количество, желательно больше. Благодаря этому влагу у вас получится сделать гораздо меньше. Защитите свою квартиру или комнатные помещения (помещение), которые обладают повышенной влагой и наслаждайтесь воздухом!

Вы сможете наслаждаться благоприятными домашними условиями благодаря тому, что влага будет всегда в норме.

Итог

Благодаря тому, что вы будете осуществлять контроль уровня влажности в помещении, поможет исключить вероятность возникновения плесени или грибка на разных поверхностях. Также это сохранит ваш организм здоровым. Поэтому и был создан гигрометр, который облегчит вашу задачу. В магазинах имеется достаточно широкий ассортимент данных устройств, что позволяет осуществить выбор подходящего гигрометра именно для себя.

Во время выбора посмотрите на точность значений аппарата. Не всем нужны приборы (измерители), которые отображают сверхточные показания уровня относительной влажности воздуха. Большая часть покупателей устраивают и приближенные величины при определении. Влажность воздуха в помещении и точность показаний находится в зависимости от технического составляющего измерителя.

Сначала сравните технические характеристики того или иного типа определителя влаги. Устройство, которое выбрано случайно, вызовет множество недовольств во время использования, и не будет соответствовать всем требованиям. Вы только испортите себе нервы и настроение и потратите свои денежные средства впустую.

Поэтому после покупки определителя сохраните чек на него, чтобы не столкнуться с будущими неприятностями. Благодаря чеку гигрометр можно вернуть в магазин обратно, если он не удовлетворил ваши требования. Покупайте качественный определитель, чтобы защитить комнату! Вы сможете поддерживать домашний уют и комфорт.

 

teplota.guru

Измеритель влажности воздуха своими руками: методы и схемы

Информация о микроклимате помещения важна для многих: от владельцев фермерских хозяйств до тех, у кого есть проблемы со здоровьем. Но не все знают, что можно сделать измеритель влажности воздуха своими руками.

Причем, бесплатно. А вариантов для этого существует много…

6 простых способов измерений

С помощью простых методов есть возможность получить нужную информацию.

1. Коктейльную трубочку протыкают булавкой. Втыкают в дырку деревянную плиту. Один конец человеческого волоса привязывают к трубочке, другой – к иголке. Натягиваем волос так, чтобы соломинка находилась в горизонтальном положении. Все изменения будут понятны по натягиванию или ослабеванию волоска, который будет тянуть стрелку.
2. Рюмку с водой держат в рефрижераторе несколько часов, достают, ставят подальше от батарей и начинают смотреть. Стекло потеет, а потом высыхает – в доме сухой воздух. Потекли по стеклу ручейки – слишком влажно. А если ничего не меняется – значит все в норме.
3. Берут два обычных градусника со ртутью. Кусочек тряпки скручивают в трубку и привязывают к одному из термометров, а потом опускают в баночку, где есть вода. Градусники цепляют к щитку и подвешивают с помощью крючков. Баночку ставят между градусниками. В результате получиться два градусника с сухим и влажным воздухом. Первый укажет на меньшую температуру. Разные температуры показывают насколько воздух влажный. 
4. Берутся салфетка, фанера, клей, 2 гвоздя, 2 куска проволоки (длиной 4 см). Гвозди вбиваются в фанеру, на расстоянии, которое ровняется длине салфетки. Между ними на клей крепится салфетка. К ней крепится проволока. Для образования стрелки, надо одну из частей проволоки частично прикрепить к салфетке, частично – к гвоздю. Принцип прибора основывается на свойствах салфетки вбирать в себя воду. Об изменениях микроклимата помещения скажет стрелка.
5. Берутся шишка и кусок фанеры. Шишку прикрепляют к центру фанеры скотчем и наблюдают, как раскрываются чешуйки. Если быстро – микроклимат ниже нормы. Поднимаются вверх – высокая влажность. А если ничего не меняется – все показания в норме.

Но для измерения существуют и другие приборы, которые тоже, можно изготовить самому.

6. Берется пластинка фольгированного стеклотекстолита. На ней изображаются две контактные площадки, изолированные друг от друга. Припаивают проводки и капают капельку туши для рисования. Измеряется сопротивление засохшей кляксы. Сопротивление при увеличении влажности увеличивается, а при уменьшении – уменьшается.

Кроме простейших измерителей можно сделать и сложные гигрометры.

Как самому сделать датчик влажности

С помощью схемы, основанной на одном транзисторе можно сделать простой датчик влажности. Пластина с датчиком, которого будет предупреждать о повышении уровня влажности. Ее делают с обрезка фантированого стеклотекстолита. Площадь делят на два сектора и хорошо лужируем.

Суть роботы: влажность попадает на контактирование клингера, они образуют отпор и обнаруживают прибор усиливающий электроколебание. И через прибор бегут электрически заряженные частицы.

Для роботы, подойдет светодиодный клигер и пьезоизлучатель с парадигмой, обмотку реле. Ее контакты будут служить зачинателем или размыкателем электрики.

Реагирует чувствительность прибора построечный резистор, реагирующий на любой уровень проходящего тока.

Как смастерить электронный измеритель влажности

Гигрометр имеет большое значение в сельском хозяйстве, особенно в период хранения урожая. Электронный измеритель — самый современный. Но, изготовить его можно самому. Вот схема. Всю информацию о ней можно увидеть здесь: https://aes2.ru/publ/indikator_vlazhnosti_vozdukha/1-1-0-122

Схема электронного измерителя

Такой прибор подойдет для помещений, в которых хранятся продукты.

Состоит из таких частей:

• Плата управления. Ее размер 6,5 см на 9,8 см.
• Датчик. Размером 2см на 5,3 см;
• Кнопка SW1;
• Резистор 470 кОм. Он будет свидетельствовать о повышении влажности.

Питание осуществляется с помощью 9 вольтной батарейки.

Преимущество схемы – возможность подключения нескольких детекторов.

Ее работа, базируясь на связи двух транзисторов 2N2222. Можно использовать транзисторы в пластиковых корпусах либо другие биполярные транзисторы.

Суть роботы: звуковой пьезоизлучатель запускается от проходящего, между контактами датчика, тока. Это происходит после того, как на контактах датчика осело достаточное количество влаги.

Чтобы включился сигнал, хватит 6 мА тока.

Порог включения регулируется подбору величины сопротивления R 2 и емкости С 1.

Лужение меди на печатной плате датчика – нуждается в правильном проведении. Это защитит от окисления и потери электропроводности.

Такой индикатор, если его правильно настроить, можно использовать в доме, где живет человек, страдающий от астмы.

Рассмотрим еще один способ, как сделать гигрометр самому

Делаем гигрометр для дома

В доме, где есть маленькие дети или люди с астмой, бронхитом и сердечнососудистыми заболеваниями, он просто необходим. Но, покупать его не обязательно, ведь можно все сделать самому.

Данный прибор поможет измерить не только влажность, но и температуру воздуха. Более подробную информацию можно найти здесь https://www.kondratev-v.ru/byt/izmeritel-vlazhnosti-vozduxa-v-kvartire.html

Схема бытового гигрометра и термометра

Основу схемы составляет микроконтроллер РIС 16F628А. Она связана с датчиком DHT-11 с помощью однопроводной линии. Резистор присоединяет провод к напряжению 500 вольт.

Механизм прижимания шины данных к общему проводу или отпускания ее, позволяет осуществлять общение между контролером и датчиком.

Для приема и дачи команд используют два микроконтроллера. Первый служит для приема изменений данных. Второй – для коммуникации шины данных.

Чтобы, показывать информацию используются светодиодные индикаторы.

Яркость освещения индикатора зависит от номинала регистра.

Для питания устройства используется трансформаторный или безтрансформаторный блок питания. Их схему можно найти здесь: https://www.kondratev-v.ru/bloki-pitaniya/blok-pitaniya-s-gasyashhim-kondensatorom.html

https://www.kondratev-v.ru/bloki-pitaniya/bestransformatornyj-blok-pitaniya.html

https://www.kondratev-v.ru/byt/izmeritel-vlazhnosti-vozduxa-v-kvartire.html

Для изготовления такого прибора можно использовать и другую плату, сделанную самостоятельно.

Схему и рисунок платы можно скачать тут:

https://www.kondratev-v.ru/byt/izmeritel-vlazhnosti-vozduxa-v-kvartire.html

Итак, измеритель влажности воздуха можно сделать своими руками. Однако, они не отличаются высокой точностью. И годятся только для получения приблизительных данных. Для получения точных данных придется покупать заводской гигрометр.

ventkam.ru

▷Датчик расхода воздуха: устройство, принцип работы, проверка

Для оптимальной работы инжекторного двигателя внутреннего сгорания (далее ДВС) следует учитывать, сколько воздушной смеси поступает в камеры сгорания цилиндров. На основании этих данных электронным блоком управления (далее ЭБУ) определяет условия подачи топлива. Помимо информации с датчика массового расхода воздуха, учитывается его давление и температура. Поскольку ДМРВ являются наиболее значимыми, рассмотрим их виды, конструктивные особенности, возможности диагностики и замены.

Назначение и расшифровка аббревиатуры

Расходомеры, они же волюметры или ДМРВ (не путать с ДМРТ и ДВРМ), расшифровываются как датчики массового расхода воздуха, устанавливаются в автомобилях на дизеле или бензиновых ДВС. Место расположения данного датчика найти несложно, поскольку он контролирует подачу воздуха, то и искать его следует в соответствующей системе, а именно, после воздушного фильтра, на пути к дроссельной заслонке (ДЗ).

Место установки ДМРВ на Газель 405

Подключение устройства осуществляется к блоку управления ДВС. В тех случаях, когда ДМРВ находится в неисправном состоянии или отсутствует, грубый расчет может быть произведен исходя из положения ДЗ. Но при таком способе измерения нельзя обеспечить высокую точность, что незамедлительно приведет к перерасходу топлива. Это еще раз указывает на ключевую роль расходометра при расчете подаваемой через форсунки топливной массы.

Помимо информации с ДМРВ, блок управления также обрабатывает данные, поступающие со следующих устройств: ДРВ (датчик распределительного вала), ДД (измеритель детонации), ДЗ, датчик температуры системы охлаждения, измеритель кислотности (лямбда зонд) и т.д.

Виды ДМРВ их конструктивные особенности и принцип работы

Наибольшее распространение получили три вида волюметров:

• Проволочные или нитевые.
• Пленочные.
• Объемные.

В первых двух принцип работы построен на получении сведений о массе воздушного потока путем измерения его температуры. В последних может быть задействовано два варианта учета:

1. Путем изменения положения ползунка, приводимого в действие специальной лопастью, на которую воздействует воздушный поток, проходящий через прибор. Учитывая наличие трущихся механизмов, уровень надежности таких конструкций довольно низкий. Это стало основной причиной для отказа производителей авто от датчиков данного типа. Для ознакомления приведем упрощенный пример конструкции объемного расходомера. Устройство ДМРВ объемного типа
2. Подсчетом вихрей Кармана. Они образуются в том случае, если ламинарный воздушный поток будет омывать препятствие, кромки которого достаточно острые. Частота срывающихся с них вихрей напрямую связана со скоростью потока воздуха, проходящего через устройство.

Конструкция вихревого датчика (широко используется производителем Mitsubishi Motors)

Обозначения:

• А – датчик измерения давления, для фиксации прохождения вихря. То есть, частота давления и образования вихрей буде одна и та же, что дает возможность измерить расход воздушной смеси. На выходе при помощи АЦП аналоговый сигнал преобразовывается в цифровой, и передается в ЭБУ.
• В – специальные трубки, формирующие воздушный поток, близкий по свойствам к ламинарному.
• С – обводные воздуховоды.
• D – колона с острыми кромками, на которых формируются вихри Кармана.
• Е – отверстия, служащее для замера давления.
• F – направление воздушного потока.

Проволочные датчики

Нитевой ДМРВ до недавнего времени был наиболее распространенным типом датчика, устанавливаемый на отечественных автомобилях модельного ряда ГАЗ и ВАЗ. Пример конструкции проволочного расходомера показан ниже.

Конструкция волюметра ИВКШ 407282.000

Обозначения:

• А – Электронная плата.
• В – Разъем для подключения ДМРВ к ЭБУ.
• С – Регулировка CO.
• D – Кожух расходомера.
• Е – Кольцо.
• F – Проволока из платины.
• G – Резистор для термокомпенсации.
• Н – Держатель для кольца.
• I – Кожух электронной платы.

Принцип работы и пример функциональной схемы нитевого волюметра.

Разобравшись с конструкцией устройства, перейдем к принципу его работы, она основана на термоанемометрическом методе, при котором терморезистор (RT), нагреваемый проходящим через него током, помещают в воздушный поток. Под его воздействием изменяется теплоотдача, а соответственно, и сопротивление RT, что позволяет вычислить объемный расход воздушной смеси? используя уравнение Кинга:

I²*R=(K₁+K₂*_⎷Q)*(T₁-T₂) ,

где I – ток, проходящий через RT и нагревающий его до температуры Т₁. При этом Т₂ – температура окружающей среды, а К₁ и К₂ – неизменные коэффициенты.

Исходя из приведенной выше формулы, можно вывести величину объемного расхода воздушного потока:

Q = (1/К₂)*(I²*R_T/(T₁ – T₂) – K₁)

Пример функциональной схемы с мостовым включением термоэлементов приведен ниже.

Типовая функциональная схема проволочного ДМРВ

Обозначения:

• Q- измеряемый воздушный поток.
• У – усилитель сигнала.
• R_T – проволочное термосопротивление, как правило изготавливается из платиновой или вольфрамовой нити, толщина которой находится в пределах 5,0-20,0 мкм.
• R_R – термокомпенсатор.
• R₁-R₃ – обычные сопротивления.

Когда скорость потока близка к нулю, RT нагревается до определенной температуры проходящим через него током, что позволяет мосту удерживаться в равновесии. Как только поток воздушной смеси усиливается, терморезистор начинает охлаждаться, что приводит к изменению его внутреннего сопротивления, и, как следствие, нарушению равновесия в мостовой схеме. В результате этого процесса на выходе усилительного блока образуется ток, который частично проходит через термокомпенсатор, что приводит к выделению тепла и позволяет компенсировать его потерю от потока воздушной смеси и восстанавливает равновесие моста.

Описанный процесс позволяет рассчитать расход воздушной смеси, оперируя величиной тока, проходящего через мост. Чтобы сигнал воспринимался ЭБУ, он преобразовывается в цифровой или аналоговый формат. Первый позволяет определить расход по частоте выходного напряжения, второй – по его уровню.

У данной реализации есть существенный недостаток – высокая температурная погрешность, поэтому многие производители добавляют в конструкцию терморезистор аналогичный основному, но не подвергают его воздействую воздушного потока.

В процессе работы на проволочном терморезисторе могут накапливаться пылевые или грязевые наслоения, чтобы не допустить этого, данный элемент подвергается краткосрочному высокотемпературному нагреву. Он производится после отключения ДВС.

Пленочные воздухомеры

Пленочный ДМРВ работает по тому же принципу, что и нитевой. Основные отличия заключаются в конструктивном исполнении. В частности, вместо проволочного сопротивления из платиновой нити используется кремневый кристалл. Он покрыт несколькими слоями платинового напыления, каждый из которых играет определенную функциональную роль, а именно:

• Температурного датчика.
• Термосопротивления (как правило, их два).
• Нагревательного (компенсационного) резистора.

Данный кристалл устанавливается в защитный кожух и помещается в специальный канал, через который проходит воздушная смесь. Геометрия канала выполнена таким образом, чтобы температурные измерения снимались не только с входного потока, а и отраженного. Благодаря созданным условиям достигается высокая скорость движения воздушной смеси, что не способствует отложению пыли или грязи на защитном корпусе кристалла.

Конструктивные особенности пленочного ДМРВ

Обозначения:

• А – Корпус расходомера, в который вставляется измерительное приспособление (Е).
• В – Контакты разъема, который подключается к ЭБУ.
• С – Чувствительный элемент (кремневый кристалл с несколькими слоями напыления, помещенный в защитный кожух).
• D – Электронный контролер, при помощи которого производится предварительная обработка сигналов.
• Е – Корпус измерительного приспособления.
• F – Канал, сконфигурированный таким образом, чтобы снимать тепловые показатели с отраженного и входного потока.
• G – Измеряемый поток воздушной смеси.

Как уже упоминалось выше, принцип работы нитевых и пленочных датчиков аналогичны. То есть, первоначально производится нагрев чувствительного элемента до температуры. Поток воздушной смеси охлаждает термоэлемент, что делает возможным произвести расчет массы воздушной смеси, проходящей через датчик.

Как и в нитевых устройствах, исходящий сигнал может быть аналоговым или преобразовываться при помощи АЦП в цифровой формат.

Следует заметить, что погрешность нитевых волюметров порядка 1%, у пленочных аналогов данный параметр около 4%. Тем не менее, большинство производителей перешли на пленочные датчики. Это объясняется как более низкой стоимостью последних, так и расширенным функционалом ЭБУ, обрабатывающих информацию с данных устройств. Эти факторы отодвинули на второй план точность приборов и их быстродействие.

Следует отметить, что благодаря развитию технологии изготовления флэш-микроконтроллеров, а также внедрению новых решений удалось существенно понизить погрешность увеличить быстродействие пленочных конструкций.

Взаимозаменяемость

Данный вопрос довольно актуален, особенно принимая во внимание стоимость оригинальных изделий импортного автопрома. Но здесь не все так просто, приведем пример. В первых серийных моделях горьковского автозавода на инжекторные волги устанавливался ДМРВ БОШ (Bosh). Несколько позже импортные датчики и контролеры заменили отечественные изделия.

А –импортный нитевой ДМРВ производства Bosh (pbt-gf30) и его отечественные аналоги В – АОКБ «Импульс» и С – АПЗ

Конструктивно эти изделия практически не отличались за исключением нескольких конструктивных особенностей, а именно:

• Диаметр провода, используемого в проволочном терморезисторе. У бошевских изделий Ø 0,07 мм, а у отечественной продукции – Ø0,10 мм.
• Способ крепления провода, он отличается типом сварки. У импортных датчиков это контактная сварка, у отечественных изделий – лазерная.
• Форма нитевого терморезистора. У Bosh он имеет П-образную геометрию, АПЗ выпускает приборы с V-образной нитью, изделия АОКБ «Импульс» отличаются квадратной формой подвески нити.

Все приведенные в качестве примера датчики были взаимозаменяемые, пока Горьковский автозавод не перешел на пленочные аналоги. Причины перехода были описаны выше.

Пленочный ДМРВ Сименс (Simens) для ГАЗ 31105

Приводить отечественный аналог изображенному на рисунке датчику не имеет смысла, поскольку внешне он практически не отличается.

Следует отметить, что при переходе с нитевых приборов на пленочные, скорее всего, потребуется менять всю систему, а именно: сам датчик, соединительный провод от него к ЭБУ, и, собственно сам контролер. В некоторых случаях контроль может быть адаптирован (перепрошит) под работу с другим датчиком. Такая проблема связана с тем, что большинство нитевых расходомеров посылают аналоговые сигналы, а пленочные – цифровые.

Следует отметить, что на первые серийные автомобили ВАЗ с инжекторным двигателем устанавливался нитевой ДМРВ (производства GM) с цифровым выходом, в качестве примера можно привести модели 2107, 2109, 2110 и т.д. Сейчас в них устанавливается ДМРВ БОШ 0 280 218 004.

Для подбора аналогов можно воспользоваться информацией с официальных источников, или тематических форумов. Для примера ниже представлена таблица взаимозаменяемости ДМРВ для автомобилей ВАЗ.

Таблица совместимости ДМРВ для модельного ряда ВАЗ

Представленная таблица наглядно показывает, что, например, датчик ДМРВ 0-280-218-116 совместим с двигателями ВАЗ 21124 и 21214, но не подходит к 2114, 2112 (в том числе и на 16 клапанов). Соответственно можно найти информацию и по другим моделям ВАЗ (например, Лада Гранта, Калина, Приора, 21099, 2115, Нива Шевроле и т.д.).

Как правило, не возникнет проблем и с другими марками авто отечественного или совместного производства (УАЗ Патриот ЗМЗ 409, ДЭУ Ланос или Нексия), подобрать замену ДМРВ для них не составит проблемы, это же касается и изделий китайского автопрома (КIA Ceed, Спектра, Спортейдж и т.д.). Но в этом случае велика вероятность, что распиновка ДМРВ может не совпадать, исправить ситуацию поможет паяльник.

Значительно сложнее обстоит дело с европейскими, американскими и японскими авто. Поэтому, если у вас Тойота, Фольксваген Пассат, Субару, Мерседес, Форд Фокус, Нисан Премьера Р12, Рено Меган или другое европейское, американское или японское авто, прежде, чем производить замену ДМРВ, необходимо тщательно взвесить все варианты решения.

Если интересно, можете поискать в сети эпопею с попыткой замены на Ниссане Альмера Н16 «родного» воздухомера аналогом. Одна из попыток привела к чрезмерному расходу топлива даже на холостом ходу.

В некоторых случаях поиск аналого будет оправданным, особенно, если принять во внимание стоимость «родного» волюметра (в качестве примера можно привести БМВ Е160 или Ниссан Х-Трейл Т30).

Проверка работоспособности

Прежде, чем проводить диагностику ДМРВ, необходимо знать симптомы, позволяющие определить степень работоспособности МАФ (аббревиатура с английского названия прибора) сенсора в автомобиле. Перечислим основные признаки неисправности:

• Существенно увеличился расход топливной смеси, одновременно с этим замедлился разгон.
• ДВС на холостом ходу работает с рывками. При этом может наблюдаться в холостом режиме снижение или увеличение оборотов.
• Двигатель не стартует. Собственно, данная причина сама по себе не говорит о том, что расходомер в автомобиле неисправен, могут быть и другие причины.
• Выводится сообщение о проблеме с двигателем (Cheeck Engine)

Пример высветившегося сообщения «Cheeck Engine» (отмечено зеленым)

Эти признаки указывают на возможную неисправность ДМРВ, чтобы точно установить причину поломки необходимо выполнить диагностику. Это несложно сделать своими руками. Значительно упростить задачу поможет подключение к ЭБУ диагностического адаптера (если данная опция возможна), после чего по коду ошибки определить исправность или неисправность сенсора. Например, ошибка p0100 указывает на неисправность цепи расходомера.

Поиск ошибки с помощью диагностического адаптера

Но если предстоит провести диагностику на отечественных авто, выпушенных 10 лет назад или более, то проверка ДМРВ может быть осуществлена одним из следующих способов:

1. Тестирование в процессе движения.
2. Диагностика с применением мультиметра или тестера.
3. Внешний осмотр сенсора.
4. Установка однотипного, заведомо исправного устройства.

Рассмотрим каждый из перечисленных способов.

Тестирование в процессе движения

Проще всего произвести проверку, анализируя поведение ДВС при отключенном сенсоре МАФ. Алгоритм действий следующий:

• Необходимо открыть капот, отключить расходомер, закрыть капот.
• Заводим машину, при этом ДВС переходит в аварийный режим работы. Соответственно, на приборной доске высветится сообщение о проблеме с двигателем (см. рис. 10). Количество подаваемой топливной смеси будет зависеть от положения ДЗ.
• Проверьте динамику авто и сравните ее с той, что была до отключения сенсора. Если автомобиль стал более динамичен, а также выросла мощность, то это с большой долей вероятности указывает на то, что датчик массового расхода воздуха неисправен.

Заметим, что можно ездить и дальше при отключенном устройстве, но делать это крайне не рекомендуется. Во-первых, увеличивается расход топливной смеси, во-вторых отсутствие контроля над регулятором кислорода приводит привод к повышению загрязнений.

Диагностика с применением мультиметра или тестера

Признаки неисправности ДМРВ можно установить, подключив черный щуп к заземлению, а красный на вход сигнала сенсора (распиновку можно посмотреть в паспорте к устройству, там же указаны и основные параметры).

Пример измерения мультиметром напряжения на ДМРВ в автомобиле ВАЗ 2114

Далее устанавливаем границы измерения в пределе 2,0 В включаем зажигание и производим измерения. Если прибор ничего не отображает, необходимо проверить правильность подключения щупов к массе и сигналу расходомера. По показаниям прибора можно судить об общем состоянии устройства:

• Напряжение 0,99-1,01 В говорит о том, что сенсор новый и работает исправно.
• 1,01-1,02 В – прибор БУ, но состояние его хорошее.
• 1,02-1,03 В – указывает, что устройство все еще работоспособное.
• 1,03 -1,04 состояние приближается к критическому, то есть в ближайшее время необходима замена ДМРВ на новый сенсор.
• 1,04-1,05 – ресурсы прибора практически исчерпались.
• Свыше 1,05 – однозначно нужен новый ДМРВ.

То есть, правильно судить о состоянии сенсора можно по напряжению, низкий уровень сигнала свидетельствует о работоспособном состоянии.

Внешний осмотр сенсора

Данный способ диагностики является не менее действенным, чем предыдущие. Все, что необходимо, – снять сенсор и оценить его состояние.

Осмотр датчика на предмет повреждений и наличия жидкости

Характерные признаки неисправности – механические повреждения и жидкость в приборе. Последнее свидетельствует о том, что не отрегулирована система подачи масла в двигатель. Если сенсор сильно загрязнен, то следует произвести замену или очистку воздушного фильтра.

Установка однотипного, заведомо исправного устройства

Данный способ дает практически всегда ясный ответ на вопрос работоспособности сенсора. На данный способ на практике довольно сложно реализовать, не приобретая новый прибор.

Кратко о ремонте

Как правило, пришедшие в негодность сенсоры МАФ не подлежат ремонту, за исключением тех случаев, когда требует их промывка и чистка.

В некоторых случаях можно произвести ремонт платы объемного ДМРВ, но этот процесс ненадолго продлит жизнь прибору. Что касается плат в пленочных сенсорах, то без специального оборудования (например, программатора для микроконтроллера), а также навыков и опыта, пытаться их восстановить бессмысленно.

www.asutpp.ru

Измеритель влажности воздуха в квартире

Опубликовал admin | Дата 25 ноября, 2014

     О датчике влажности и температуры DHT-11 я уже рассказывал. В статье «Электронный гигрометр для инкубатора» были использованы данные только по влажности, а данные температуры на индикатор не выводились. В этой статье я предлагаю новую схему с использованием данного датчика.

      Как я уже писал, точность этого датчика не велика и для точных лабораторных измерений не достаточна, а вот для бытовых целей, для общего представления о погоде в доме, точности преобразования этого датчика вполне достаточна.

     Электрическая схема бытового термометра и гигрометра показана на рисунке один.

     Основой схемы является микроконтроллер PIC16F628A. Датчик DHT-11 связан с контроллером однопроводной линией, подтянутой к напряжению питания пять вольт с помощью резистора, номинал, которого может лежать в пределах от 4,7 кОм до 10 кОм. Общение микроконтроллера с датчиком происходит путем прижатия и отпускания шины данных к общему проводу. Для упрощения написания программы для приема и передачи команд, используются два вывода контроллера. RA5 — вывод 4 микросхемы DD1, работающего всегда на прием преобразованных данных о температуре и влажности и RA4 — вывод 3, сконфигурированный всегда на выход, и используемый для коммутации шины данных. Данный вывод контроллера имеет выход с открытым истоком и подтягивающий резистор R1 в данной схеме является, по сути, сопротивлением нагрузки. Для вывода информации в схеме использованы светодиодные семисегментные трехразрядные индикаторы с общим катодом. Резисторы R2… R8 — гасящие, от их номинала зависит яркость свечения сегментов индикатора. Но чем ярче будут светиться индикаторы, тем будет больше ток потребления, тем больше будет нагрузка на микросхемный стабилизатор напряжения DA1. Из-за нехватки выводов у микроконтроллера PIC16F628A, для коммутации катодов индикатора в схему введена микросхема DD2 — К555ИД10, представляющая собой дешифратор на десять выходов с открытым коллектором. Ее можно заменить микросхемой 555ИД6. Параметры на микросхему можно посмотреть на рисунке 2.

      Блок питания для устройства можно применить как трансформаторный, так и безтрансформаторный с гасящим конденсатором. Схемы безтрансформаторных блоков питания можно посмотреть в статьях «Блок питания с гасящим конденсатором» и «Безтрансформаторный блок питания». Как самому определить емкость гасящего конденсатора, можно прочитать в статье «Использование конденсатора в качестве сопротивления». Все детали схемы, кроме блока питания, установлены на печатной плате, показанной на рисунке 3.

Плата эксперементальная

     Если будете разрабатывать свою печатную плату, то обратите внимание на конденсатор С2. Он должен стоять, как можно ближе к выводам микроконтроллера, на которые подается питание. Если разница между входным напряжением стабилизатора DA1 и его выходным напряжением будет большая, то возможно потребуется снабдить его небольшим теплоотводом. Успехов! К.В.Ю.

Скачать схему, рисунок печатной платы и загрузочный файл можно здесь

Скачать “Измеритель влажности воздуха в квартире” Dom-T-H.rar – Загружено 475 раз – 18 KB

Обсудить эту статью на – форуме “Радиоэлектроника, вопросы и ответы”.

Просмотров:7 765

www.kondratev-v.ru