Оглавление: Применение ⬇ Конструкция и принцип действия ⬇
Применение
Датчик «климат-контроль» (CCS) измеряет содержание диоксида углерода (СO₂) в воздухе салона. Повышенное содержание углекислого газа может стать причиной усталости, плохого самочувствия и физического недомогания, а также является индикатором использованного воздуха в салоне. Датчик дает возможность осуществлять вентилирование автомобиля в случае необходимости. С его помощью можно добиться значительного снижения энергозатрат при работе автомобильной климатической установки за счет использования уже вентилированного воздуха и соответственно сэкономить топливо. Качество кондиционирования вследствие такого регулирования не ухудшается.
В автомобилях, которые оснащены современной климатической установкой R744, датчик может также использоваться для определения утечки в охлаждающем контуре, поскольку это также является причиной повышения содержания углекислого газа в салоне.
Конструкция и принцип действия
Для датчика «климат-контроль» используется спектроскопическое измерение газа (рис. 1а). Концентрация СO₂ измеряется с помощью абсорбции, зависящей от длины волны инфракрасного излучения. Широкополосное инфракрасное излучение, вырабатываемое термическим источником (1), проходит через кювету, пропускающую воздух, в которой абсорбируется часть излучения от СO₂ (4), содержащегося в воздухе. Остаточное излучение регистрируется микроструктурированным инфракрасным детектором (3), разработанным специально для этой цели, и преобразуется в электрическое напряжение.
Рисунок 1. Принцип работы датчика «климат контроль». а. Принцип выполнения измерений; b. Напряжение сигнала; 1. Инфракрасный излучатель; 2. Оптический фильтр; 3. Инфракрасный детектор; 4. Воздух
Детектор вырабатывает электрическое напряжение, величина которого зависит от проявляющейся интенсивности излучения. Он имеет измерительный канал, который корректируется по линии абсорбции СO₂ (4,26 мкм) с помощью оптического фильтра, и эталонный канал (4,0 мкм), на который не влияют газы или водяной пар. Путем выполнения эталонного измерения гарантируется продолжительная стабильность датчика.
Сигналы инфракрасного детектора обрабатываются в ASIC. Предварительная обработка сигнала и реализация цифрового интерфейса LIN или другого интерфейса осуществляются в микроконтроллере. Через интерфейс датчик сообщается с механизмом управления климатом в автомобиле. Он управляет заслонками климатической системы и регулирует поступление атмосферного воздуха в салон автомобиля.
Датчик измеряет содержание СO₂ в воздухе салона автомобиля 0...3% (об.) с разрешением ＜ 0,02% (об.). Частота измерений составляет 1 Гц, а время срабатывания — менее 10 с. На рис. 1b отображается цифровой выходной сигнал датчика при плавном повышении концентрации СO₂ в течение 40 минут.
При необходимости датчик может дополнительно измерять температуру и влажность воздуха.