26Янв

Датчик фазы: основа надежной работы инжекторного двигателя

Содержание

основа надежной работы инжекторного двигателя

Датчик фазы: основа надежной работы инжекторного двигателя

В современных инжекторных и дизельных двигателях используются системы управления со множеством датчиков, отслеживающих десятки параметров. Среди датчиков особое место занимает датчик фазы, или датчик положения распределительного вала. О функциях, конструкции и работе данного датчика читайте в статье.


Что такое датчик фазы

Датчик фазы (ДФ) или датчик положения распределительного вала (ДПРВ) — датчик системы управления инжекторными бензиновыми и дизельными двигателями, отслеживающий положение газораспределительного механизма. С помощью ДФ определяется начало цикла работы двигателя по его первому цилиндру (при достижении ВМТ) и реализуется система фазированного впрыска. Данный датчик функционально связан с датчиком положения коленчатого вала (ДПКВ) — электронная система управления двигателем использует показания обоих датчиков, и, исходя из этого, формирует импульсы на впрыск топливо и зажигание в каждом цилиндре.

ДФ применяются только на бензиновых двигателях с распределенным фазированным впрыском и на некоторых типах дизельных моторов. И именно благодаря датчику наиболее просто реализуется сам принцип фазированного впрыска, то есть — впрыска топлива и зажигания для каждого цилиндра в зависимости от режима работы двигателя. В карбюраторных моторах в ДФ нет необходимости, так как подача топливно-воздушной смеси в цилиндры осуществляется через общий коллектор, а зажигание управляется с помощью распределителя или датчика положения коленчатого вала.

Также ДФ применяется на двигателях с системой изменения фаз газораспределения. В этом случае используются отдельные датчики для распредвалов, управляющих впускными и выпускными клапанами, а также более сложные системы управления и их алгоритмы работы.


Конструкция датчиков фазы

В настоящее время применение находят ДФ, основанные на эффекте Холла — возникновении разности потенциалов в полупроводниковой пластине, по которой протекает постоянный ток, при ее помещении в магнитное поле. Датчики на эффекте Холла реализуются довольно просто. За основу берется квадратная или прямоугольная пластина из полупроводника, к четырем сторонам которой подключаются контакты — два входных, для подачи постоянного тока, и два выходных, для снятия сигнала. Для удобства эта конструкция изготавливается в виде микросхемы, которая устанавливается в корпус датчика вместе с магнитом и другими деталями.

Существует два конструктивных типа датчиков фазы:

- Щелевые;
- Торцевые (стержневые).


Щелевой датчик
Торцевой датчик

Щелевой датчик фазы имеет П-образную форму, в его разрезе проходит репер (отметчик) распределительного вала. Корпус датчика разделен на две половины, в одной находится постоянный магнит, во второй располагается чувствительный элемент, в обеих частях находятся магнитопроводы специальной формы, обеспечивающие изменение магнитного поля при прохождении репера.

Торцевой датчик имеет цилиндрическую форму, репер распредвала проходит перед его торцом. В данном датчике чувствительный элемент располагается в торце, над ним расположен постоянный магнит и магнитопроводы.

Здесь следует заметить, что датчик положения распределительного вала является интегральным, то есть, он сочетает в себе описанный выше чувствительный элемент, формирующий сигнал, и вторичный преобразователь сигнала, который усиливает сигнал и преобразует его в удобную для обработки электронной системой управления форму. Преобразователь обычно встроен непосредственно в датчик, что значительно облегчает монтаж и настройку всей системы.


Принцип работы датчика фазы

Датчик фазы работает в паре с задающим диском, установленным на распределительном валу. Данный диск имеет репер той или иной конструкции, который во время работы двигателя проходит перед датчиком или в его зазоре. Репер при прохождении перед датчиком замыкает выходящие из него магнитные линии, что приводит к изменению магнитного поля, пересекающего чувствительный элемент. В результате в датчике Холла формируется электрический импульс, который усиливается и изменяется преобразователем, и подается на электронный блок управления двигателем.

Для щелевых и торцевых датчиков используются разные по конструкции задающие диски. В паре с щелевыми датчиками работает диск с воздушным зазором — управляющий импульс формируется при прохождении этого зазора. В паре с торцевым датчиком работает диск с зубцами или короткими реперами — управляющий импульс формируется при прохождении репера.

В инжекторных двигателях задающий диск и датчик фазы устанавливаются таким образом, чтобы импульс формировался при прохождении 1-го цилиндра его верхней мертвой точки. Одновременно система управления получает информацию от ДПКВ, и на основе показаний обоих датчиков она посылает сигналы на впрыск топлива и зажигания в порядке работы цилиндров. ДФ и ДПКВ позволяют оперативно отслеживать изменение частоты вращения коленвала и режима работы двигателя, и обеспечивать своевременный впрыск топлива и работу зажигания.

В дизельных двигателях система работает аналогичным образом, но с одной особенностью — положение поршня отслеживается отдельно для каждого цилиндра. Это достигается модернизацией задающего диска — добавлением основных и вспомогательных реперов различной ширины. Во время работы система управления двигателем по данным реперам определяет, какой из цилиндров достиг ВМТ, и на основе этой информации посылает управляющие импульсы на форсунки.

Работа двигателя жестко завязана на датчике фазы, поэтому неисправность датчика оказывает негативное влияние на функционирование силового агрегата. При поломке или отключении ДФ двигатель принудительно переводится в режим парафазного впрыска топлива с управлением по показаниям датчика коленвала. Без датчика распредвала теряется возможность отслеживать начало цикла работы двигателя, поэтому в данном режиме каждая форсунка принудительно выполняет впрыск половины дозы топлива дважды за один цикл. Это гарантирует, что в каждом цилиндре образуется топливно-воздушная смесь, однако в таком режиме повышается расход топлива и снижается качество работы двигателя, зачастую он работает неустойчиво, с перебоями.

При выходе из строя ДФ на приборной панели загорается индикатор Check Engine, а также выдается соответствующий код ошибки. В этом случае необходимо заменить датчик и выполнить необходимую настройку электронной системы управления двигателем. При нормальном функционировании датчика обеспечивается наиболее эффективная работа двигателя во всех режимах и в любых условиях.

Другие статьи

#Бачок ГЦС

Бачок ГЦС: надежная работа гидропривода сцепления

14.10.2020 | Статьи о запасных частях

Многие современные автомобили, особенно грузовые, оснащаются гидравлическим приводом выключения сцепления. Достаточный запас жидкости для работы главного цилиндра сцепления хранится в специальном бачке. Все о бачках ГЦС, их типах и конструкции, а также о выборе и замене этих деталей читайте в статье.

Как выявить неполадку датчика фаз

Датчики относятся к измерительным приборам, они преобразуют измеряемые физические величины в электрические сигналы и выводят на табло цифровые данные.

Датчик фаз присутствует во всех 16-ти клапанных моторах  семейства ВАЗ; На 8-ми клапанных с нормой токсичности евро-3 и с фазированным, последовательно распределённым впрыском топлива.

 Стоит отметить, что в период с 2004г по 2005г на такие двигатели как 2111, 2112, 21114, 21124 с блоками управления двигателем Bosch M7.9.7 и Январь 7.2 началась массовое внедрение Датчиков фаз.

         Датчик фаз предназначен для определения цикла работы двигателя и формирования импульсного сигнала. Датчик фаз, является интегральным датчиком, т.е. включает чувствительный элемент и вторичный преобразователь сигнала в импульс. Чувствительный элемент датчика работает по принципу Холла, реагируя на изменения магнитного поля. Вторичный элемент датчика содержит в себе мостовую схему, операционный усилитель, выходной каскад. Выходной каскад выполнен по типу открытого коллектора.

         Работа датчика фаз представляет собой  выбор такта для первого цилиндра: распредвал активная ссылка переход в корзину распределительный вал определяет какой клапан открыт, какая фаза газораспределения.

В карбюраторных моторах данного датчика нет. Дело в том, что карбюраторный мотор подаёт искру свечи в момент сжатия и в конце пуска отработавших газов, а для такого принципа работы достаточно показаний датчика положения коленчатого вала (ДПКВ). Данный тип работы двигателя носит название «система зажигания».

На инжекторных двигателях, когда датчик фаз(ДФ) умирает, загорается чек, и двигатель переходит  с фазированного впрыска на систему зажигания, то есть опираясь всего лишь на показания ДПКВ.

 

         Ситема фазированного впрыска устроена следующим образом: датчик фаз передают импульс на  электронный блок управления двигателем (ЭБУД) активная ссылка переход в корзинуЭБУД, который управляет подачей топлива и форсунка впрыскивает бензин в цилиндр перед самым открытием впускного клапана. Когда клапан открылся, воздух всасывается в впускной клапан и топливо активно перемешивается с воздухом.

 

         Датчик фаз установлен на двигателе со стороны воздушного фильтра, рядом с головкой блока цилиндров.

Внешние проявления неисправностей датчика фаз

 

- Во время запуска двигателя, стартер крутится 3-4 секунды, затем двигатель запускается и загорается лампочка(Check engine)). В этом случае, во время запуска, ЭБУД ждёт показания с датчика фаз, не дожидается и переходит в режим работы двигателя опираясь на систему зажигания (по ДПКВ).

- Повышенный расход бензина.

- Сбои режима самодиагностики.

- Снижение динамики двигателя, (так же причина может быть в  Датчике массового расхода воздуха (ДМРВ) BOSCH  M7.9.7 и в низкой компрессии двигателя.

- может быть затруднён запуск двигателя, но это чаще всего связано с BOSCH мозгами, но Январе – проблем не возникает.

Ошибка датчика фаз

0340  Ошибка датчика фазы.
0343  Высокий уровень сигнала датчика фаз (Датчик положения распределительного вала– высокий сигнал)

 

         При неисправности датчика загорается красная лампочка(Check engine)) и выскакивает ошибка P0340 – «Ошибка датчика фазы» или «неисправен датчик положения распредвала».

 

 

Датчик фаз и датчик положения распредвала – это один и тот же датчик.

 

Чаще всего ремонт обходится просто: нужно заменить датчик на новый.

 

Датчик фаз (8-клап.) и датчик фаз (16-клап.)  - Вы можете приобрести у нас !

  НЕ ТОРМОЗИ  -  ПОКУПАЙ ДЕШЕВЛЕ ! ! !

 

Не стоит упускать из виду, что контакты на датчике могли окислиться или оборваться. Для этого нужно зачистить контакты и прозвонить проводку:  на клемме датчика, на контакте А постоянно должно присутствовать 12В, на других клеммах – по 0.

Так же ошибки, связанные с датчиком фаз, могут быть связаны с неисправной работой ДПКВ или ремень ГРМ  соскочил на зуб.

 

Вам, так же будет полезна информация : Как самостоятельно заменить датчик фаз (ДПРВ) на автомобиле семейства ВАЗ с инжекторной системой двигателя.

 

 Если не нашли интересующий Вас ответ, то задайте свой вопрос! Мы ответим в ближайшее время.

Не забудьте поделиться со своими друзьями и знакомыми найденной информацией, т. к. она им тоже может понадобится — просто нажмите одну из кнопок социальных сетей.

описание, основные функции, расположение, признаки неисправности

Датчик фаз

Датчик фаз (ДФ) – один из многочисленных датчиков, обеспечивающих работу двигателя. Датчик фаз так же называют ещё «датчик положения распределительного вала (ДПРВ)».

Данный датчик не устанавливается в карбюраторном моторе, да и в первых моделях инжекторов ВАЗа. Датчик присутствует во всех 16-ти клапанных моторах автоваза; На 8-ми клапанных с нормой токсичности евро-3 и с фазированным, последовательно распределённым впрыском топлива; Стоит отметить, что в период с 2004г по 2005г на такие двигатели как 2111, 2112,21114, 21124 с блоками управления двигателем Bosch M7.9.7 и Январь 7.2 началась массовое внедрение Датчиков фаз.

Зачем нужен датчик фаз?

Датчик фаз предназначен для определения цикла работы двигателя и формирования импульсного сигнала. Датчик фаз интегральным датчиком, т.е. включает чувствительный элемент и вторичный преобразователь сигнала в импульс. Чувствительный элемент датчика работает по принципу Холла, реагируя на изменения магнитного поля. Вторичный элемент датчика содержит в себе мостовую схему, операционный усилитель, выходной каскад. Выходной каскад выполнен по типу открытого коллектора.

Работа датчика фаз представляет собой  выбор такта для первого цилиндра: распредвал определяет какой клапан открыт, какая фаза газораспределения. В карбюраторных моторах данного датчика нет. Дело в том, что карбюраторный мотор подаёт искру свечи в момент сжатия и в конце пуска отработавших газов, а для такого принципа работы достаточно показаний датчика положения коленчатого вала (ДПКВ). Данный тип работы двигателя носит название «система зажигания».

На инжэкторных двигателях, когда датчик фаз(ДФ) умирает, загорается чек, и двигатель переходит  с фазированного впрыска на систему зажигания, то есть опираясь всего лишь на показания ДПКВ.

В чём преимущество фазированного впрыска?

Ситема фазированного впрыска устроена следующим образом: датчик фаз передают импульс на ЭСУД , который управляет подачей топлива и форсунка впрыскивает бензин в цилиндр перед самым открытием впускного клапана. Когда клапан открылся, воздух всасывается в впускной клапан и топливо активно перемешивается с воздухом.

Датчик фаз

Где находится датчик фаз?

Датчик фаз стоит на двигателе со стороны воздушного фильтра, рядом с головкой блока цилиндров. Обратите внимание на рисунок.

Признаки неисправности датчика фаз

Если у вас появились следующие признаки, то скорее всего неисправен датчик фаз (дф).

  1. Во время запуска двигателя, стартер крутится 3-4 секунды, затем двигатель запускается и загорается чек эйндж. В этом случае, во время запуска, эбу ждёт показания с датчика фаз, недожидается и переходит в режим работы двигателя опираясь на систему зажигания (по ДПКВ).
  2. Повышенный расход бензина. (Так же читайте: Причины большого расхода топлива на ВАЗ).
  3. Сбои режима самодиагностики.
  4. Снижение динамики двигателя. (так же причина может быть в ДМРВ и в низкой компрессии двигателя).

Ошибка датчика фаз

0340

 Ошибка датчика фазы.
0343 Высокий уровень сигнала датчика фаз (Датчик положения распределительного вала – высокий сигнал)

При неисправности датчика загорается чек и выскакивает ошибка P0340 – «Ошибка датчика фазы» или «неисправен датчик положения распредвала». Но как уже говорилось с самого начала, что описание проблемы разное, а суть то одна: (ещё раз повторюсь) датчик фаз и датчик положения распредвала – это один и тот же датчик. Более подробно о возникновении ошибки и способах устранения читайте в статье: Ошибка датчика фаз Чаще всего ремонт обходится просто: нужно заменить датчик на новый (Как заменить датчик фаз?).

Цена на датчик фаз

Примерная стоимость датчика фаз(ДФ) составляет 250-300р.

1413855 Датчик фазы ВАЗ-2110-2111 8V DAEWOO Lanos АЭНК-К - 141.3855 2111-3706040-01

1413855 Датчик фазы ВАЗ-2110-2111 8V DAEWOO Lanos АЭНК-К - 141.3855 2111-3706040-01 - фото, цена, описание, применимость. Купить в интернет-магазине AvtoAll.Ru Распечатать

221

1

Применяется: ВАЗ, CHEVROLET

Артикул: 141.3855еще, артикулы доп.: 2111-3706040-01скрыть

Код для заказа: 080367

Есть в наличии Доступно для заказа - >10 шт.Сейчас в 13 магазинах - >10 шт.Цены в магазинах могут отличатьсяДанные обновлены: 25.07.2021 в 14:30 Доставка на таксиДоставка курьером - 300 ₽

Сможем доставить: Послезавтра (к 27 Июля)

Доставка курьером ПЭК - EasyWay - 300 ₽

Сможем доставить: Завтра (к 26 Июля)

Пункты самовывоза СДЭК Пункты самовывоза Boxberry Постаматы PickPoint Магазины-салоны Евросеть и Связной Терминалы ТК ПЭК - EasyWay Самовывоз со склада интернет-магазина на Кетчерской - бесплатно

Возможен: сегодня c 16:34

Самовывоз со склада интернет-магазина в Люберцах (Красная Горка) - бесплатно

Возможен: завтра c 17:00

Самовывоз со склада интернет-магазина в поселке Октябрьский - бесплатно

Возможен: завтра c 17:00

Самовывоз со склада интернет-магазина в Сабурово - бесплатно

Возможен: завтра c 19:00

Самовывоз со склада интернет-магазина на Братиславской - бесплатно

Возможен: завтра c 17:00

Самовывоз со склада интернет-магазина в Перово - бесплатно

Возможен: завтра c 17:00

Самовывоз со склада интернет-магазина в Кожухово - бесплатно

Возможен: послезавтра c 11:00

Самовывоз со склада интернет-магазина в Вешняков - бесплатно

Возможен: послезавтра c 11:00

Самовывоз со склада интернет-магазина из МКАД 6км (внутр) - бесплатно

Возможен: послезавтра c 11:00

Самовывоз со склада интернет-магазина в Подольске - бесплатно

Возможен: послезавтра c 11:00

Код для заказа 080367 Артикулы 141.3855, 2111-3706040-01 Производитель Калужский завод электронных изделий Каталожная группа: ..Приборы и датчики
Электрооборудование
Ширина, м: 0.05 Высота, м: 0.03 Длина, м: 0.05 Вес, кг: 0.03

Описание

Артикул - 141.3855
Название - Датчик фаз (торцевой)

Применяемость - Автомобили ВАЗ с 8-ми клапанным двигателем, оборудованные системой впрыска топлива

Производитель- ОАО "Автоэлектроника"

Отзывы о товаре

Где применяется

Сертификаты

Обзоры

Статьи о товаре

  • «Хрустальные» ВАЗы: Нива 2 Апреля 2013

    Серия статей '«Хрустальные» ВАЗы или типичные поломки отечественных автомобилей' знакомит автолюбителей с характерными неисправностями, которые возникают при эксплуатации машин АвтоВаза. Данная статья посвящена любимице охотников и рыболовов — «Ниве».

Наличие товара на складах и в магазинах, а также цена товара указана на 25.07.2021 14:30.

Цены и наличие товара во всех магазинах и складах обновляются 1 раз в час. При достаточном количестве товара в нужном вам магазине вы можете купить его без предзаказа.

Интернет-цена - действительна при заказе на сайте или через оператора call-центра по телефону 8-800-600-69-66. При условии достаточного количества товара в момент заказа.

Цена в магазинах - розничная цена товара в торговых залах магазинов без предварительного заказа.

Срок перемещения товара с удаленного склада на склад интернет-магазина.

Представленные данные о запчастях на этой странице несут исключительно информационный характер.

cbe91036ef45de8671aa2903238708c3

Добавление в корзину

Код для заказа:

Доступно для заказа:

Кратность для заказа:

Добавить

Отменить

Товар успешно добавлен в корзину

!

В вашей корзине на сумму

Закрыть

Оформить заказ

ᐉ Блок Mepart » статьи про запчасти, замену запчастей и ремонт автомобилей

Датчик положения распредвала это устройство отслеживающее работу газораспределительного механизма. Благодаря информации, которую он передает в электронную систему управления она имеет возможность рассчитать оптимальный момент для впрыска топлива и срабатывания свечей зажигания.

Принцип работы датчика положения распредвала

Главным компонентом этого устройства является сенсор Холла. Он питается от постоянного напряжения в 5 вольт, основываясь на передаваемых им данных система управления получает информацию о вращении распределительного вала и может управлять его частотой.

ДПРВ используется во всех без исключения современных двигателях, без него управление их работой было бы гораздо сложнее и потребовало бы дополнительных затрат на усложнение конструкции мотора и системы впрыска.

Эффект Холла за счет которого работает устройство был открыт еще в XIX веке одноименным физиком. Суть его проста – при пропускании постоянного тока через помещенную в магнитное поле тонкую платиновую пластину, на ее краях регистрируется разность потенциалов. Она возникает за счет сил магнитной индукции, которые отклоняют часть электронов и перемещают их краям пластинки. Именно они и генерируют сигнал от сенсора, который после оцифровки поступает на обработку системой управления.

Устройство современных сенсоров претерпело ряд существенных изменений. В них используется небольшой постоянный магнит и полупроводник к которому подведены 4 контакта. По ним сигнал поступает на встроенную микросхему, в которой происходит первичная обработка и преобразование аналогового сигнала в цифровой, что делает датчик положения распредвала первым уровнем обработки информации от двигателя.

Затем данные поступают на обычные контакты, которые располагаются на пластиковом корпусе устройства. К ним подключены уже кабели, ведущие напрямую в электронную систему управления. Так как работа вала тесно связана и синхронизирована с коленвалом, для полноценного управления системой впрыска необходима информация и от аналогичного сенсора, установленного на нем (ДПКВ).

Где находится датчик положения распредвала

Местоположение этого сенсора достаточно стандартно. Чаще всего его устанавливают на головке блока цилиндров. В некоторых моделях авто, его монтируют на клапанной крышке. В отдельных моделях это устройство применяется для подачи серии импульсов, что дает возможность системе управления определить начало такта в определенном цилиндре.

Например, датчик положения распредвала назначение которого соответствует вышеуказанным спецификациям, используется во многих моделях компании «Ниссан». В этом случае для первого цилиндра он передает один импульс, для второго – два и т. д.

Признаки неисправности

Чаще всего устройство выходит из строя в результате естественного износа. Хотя сенсор не подвергается механическим нагрузкам, входящий в его состав постоянный магнит может стать причиной налипания микрочастиц металлической стружки. При их накоплении форма импульсов сенсора изменяется, что приводит к нарушениям его работы. Также нередки неполадки связанные с повреждением проводки либо самого устройства.

К признакам выхода из строя либо сбоев в работе устройства относят:

- Увеличение расхода горючего. Связано с рассинхронизацией системы впрыска.

- Снижение динамики разгона машины, при движении могут возникать рывки.

- Заметное снижение мощности мотора, изменение звуков его работы.

- Движок заводится с задержкой в несколько секунд, может глохнуть сразу после пуска.

При этом на панели автомобиля будет гореть сигнал Check Engine, он может свидетельствовать о множестве неполадок, в том числе проблем с работой распределительного вала либо синхронизацией срабатывания клапанов, за что отвечает датчик положения распредвала.

Проверить исправность узла можно самостоятельно, для этого его необходимо «прозвонить» при помощи мультиметра либо протестировать осциллографом. Последний даст более точные данные о функциональности устройства. Но лучше обратится к квалифицированным специалистам-автомеханикам, которые смогут провести полноценную диагностику автомобиля.

Ремонт сенсора не проводится, он не относится к дорогостоящим изделиям, поэтому при обнаружении неполадок выполняется простая замена на новый. Важно подобрать подходящий датчик совместимый с вашей маркой автомобиля.

Так как работа системы впрыска и зажигания должна быть четко синхронизирована, на что влияет датчик положения распредвала, необходимо выполнить диагностику и ремонт при первых признаках неисправности. Иначе есть высокий риск повреждения гораздо более дорогих и ценных частей мотора. В результате ремонт обойдется в круглую сумму и займет много времени.

Датчик фаз (датчик положения распределительного вала)

Датчик положения распределительного вала (его еще называют датчиком фаз) – небольшой, но очень важный элемент в двигателе внутреннего сгорания, который отвечает за стабильную работу двигателя. Основная функция датчика фаз – определение углового положения распределительного вала в каждый момент времени. Информация с датчика положения распредвала (ДПРВ) поступает на блок управления двигателем и впоследствии используется контроллером для правильной работы систем впрыска и зажигания.

Как устроен и как работает датчик положения распределительного вала (датчик фаз)

Чаще всего в современных автомобилях устанавливается датчик положения распредвала, работающий на основе эффекта Холла. Основа датчика фаз – постоянный магнит, создающий магнитное поле. Когда репер (металлический зуб, который располагается на задающем диске распредвала или зубчатом колесе распредвала) замыкает магнитный зазор при своем движении, магнитное поле изменяет свое напряжение. Это изменение фиксируется полупроводником, который также находится в датчике фаз. ЭБУ получает сигналы с датчика, считывает положение поршня первого цилиндра в ВМТ, а затем в соответствии с порядком работы цилиндров в двигателе обеспечивает впрыск и зажигание в каждом из них. 

Схема устройства датчика фаз (датчика положения распредвала)

Кроме того, на некоторых автомобилях устанавливается датчик положения распредвала, в основе которого лежит фотоэлемент. Оптический датчик считывает сигнал после того, как репер перекрывает свет, излучаемый источником. 

В зависимости от марки и модели автомобиля датчик фаз может быть установлен в разных местах. Единственное условие, необходимое для работы ДПРВ, – непосредственная близость к распредвалу. Так, например, в большинстве японских автомобилей датчик положения распределительного вала находится в нижней части "лобовины" мотора рядом со шкивами. Кроме того, датчик фаз может быть установлен в верхней части "лобовины" вблизи распредвала. 

Где находится датчик положения распредвала на ВАЗ

Функционально датчик положения распределительного вала связан с датчиком положения коленчатого вала. Если один из датчиков вдруг выходит из строя или по какой-то причине не может передавать сигнал на ЭБУ, контроллер считывает информацию со второго. 

Признаки неисправности и диагностика датчика фаз

Признаков поломки датчика положения распредвала может быть много. Чаще всего это нестабильная работа мотора с провалами, проблемы с запуском, внезапное увеличение расхода топлива. Кроме того, нередко при выходе из строя датчика фаз загорается индикатор Check Engine. Если вы столкнулись с одним из этих симптомов, в перечень действий по диагностике следует обязательно включить проверку датчика распредвала (но про остальные датчики и системы забывать тоже не стоит, так как у разных "болезней" двигателя могут быть совершенно одинаковые "симптомы". 

Очень часто датчик положения распредвала выходит из строя из-за проблем в электрической цепи. Для начала разъем и провода датчика следует проверить на наличие следов коррозии или грязи (при необходимости – очистить). 

Затем следует проверить наличие напряжения в цепи с помощью вольтметра. Для этого нужно проверить наличие напряжения на проводах, которые идут к датчику (зажигание должно быть включено, разъем датчика – отключен). Если напряжения нет, скорее всего, причину стоит искать в плохом контакте разъема или в проводах. Если напряжение есть, следует подключить вольтметр к сигнальному проводу и отрицательному проводу питания датчика: при вращении распредвала напряжение должно меняться. Если напряжение не меняется, значит, датчик "умер" и его придется заменить. 

где находится датчик распредвала, его назначение и неисправности

Инжекторный бензиновый и дизельный двигатель с электронным управлением оснащается большим количеством различных датчиков. Указанные датчики ЭСУД контролируют работу мотора,  управляют подачей топлива, фиксируют всевозможные сбои и т.д. Фактически, без нормальной работы электронной системы современный двигатель или не сможет работать, или же будет работать со сбоями, перейдет в аварийный режим и т.д.

При этом важнейшими датчиками считаются ДПКВ и датчик фазы (датчик положения распределительного вала, установленный на некоторых моторах). Далее мы рассмотрим, что такое датчик фазы (ДПРВ или ДФ), как он устроен и работает, какие функции выполняет датчик данного типа, а также какие неисправности и сбои указывают на проблемы с датчиком фаз.

Содержание статьи

Датчик фазы: назначение, устройство и принцип работы

Начнем с того, что если рассматривать датчик фаз ВАЗ, ГАЗ, ЗАЗ и других автомобилей отечественного и иностранного производства, многие модели оснащаются данным элементом и конструктивно решение везде похожее. Датчик положения распределительного вала фактически отслеживает положение распределительного вала в ГБЦ. Если иначе, этот датчик определяет, в каком положении находится механизм газораспределения.

При помощи этого датчика удается определить начало цикла работы двигателя по первому цилиндру в ВМТ (верхняя мертвая точка). В свою очередь, это необходимо для нормальной работы системы фазированного впрыска. Указанный датчик тесно связан с ДПКВ. ЭСУД получает показания от обоих датчиков, после чего ЭБУ формирует импульсы на впрыск топлива и зажигания в каждом отдельном цилиндре.

Датчик фазы ставят только на бензиновые моторы с распределенным фазированным впрыском, а также на некоторые дизельные ДВС. Установка датчика позволяет  максимально просто реализовать фазированный впрыск топлива и зажигание для каждого цилиндра с отдельным учетом режима работы силового агрегата.

Например, на моторах с карбюраторной дозирующей системой такой датчик не нужен, так как рабочая смесь топлива и воздуха  подается в общий коллектор,  тогда как зажиганием управляет распределитель зажигания  и/или датчик положения коленвала.

Еще датчик фазы активно используется на моторах с системой изменения фаз газораспределения. В такой системе стоят  датчики фаз для каждого распредвала,  которые по отдельности управляют управляющих впускными и выпускными клапанами. Системы электронного управления  на подобных моторах сложнее.

Как работает и как устроен датчик фаз

Итак, если отдельно рассматривать указанный датчик, то на многих авто в плане конструкции он похож. Другими словами, датчик распредвала ВАЗ 2114 по функциональности и назначению не будет сильно отличаться от какой-либо иномарки аналогичного класса. 

Сегодня активно применяются датчики, в основе которых лежит эффект Холла. Данный эффект заключается в том, что возникает разность потенциалов в полупроводниковой пластине, когда по ней протекает постоянный ток и она помещена в магнитное поле.

Сам датчик Холла относительно простой: квадратная или прямоугольная пластина из полупроводника, с четырех сторон которой подключены контакты (пара входных для подачи постоянного тока, а также пара выходных для передачи сигнала). Вся эта конструкция выполнена в виде небольшой микросхемы, заключенной в корпус вместе с магнитом и дополнительными элементами.

Датчики фаз бывают двух типов:

  • щелевой датчик;
  • стержневой или торцевой датчик;

Датчик щелевой  имеет форму в виде буквы П, в разрезе  проходит отметчик распредвала (репер). Корпус может быть разделен на две части (в одной стоит постоянный магнит,  тогда как во второй установлен чувствительный элемент). Как в первой, так и во второй части установлены магнитопроводы особой формы, которые реализуют изменение магнитного поля в момент прохождения отметчика.

Торцевой датчик  выполнен в форме цилиндра, отметчик распредвала проходит перед торцом. В датчике данного типа чувствительный элемент установлен в торце, сверху стоит постоянный магнит, а также магнитопроводы.

Также можно добавить, что ДПРВ является интегральным датчиком, сочетая чувствительный элемент (формирование сигнала) и преобразователь-усилитель сигнала,  который подает  подходящий для обработки сигнал на ЭБУ. Преобразователь интегрирован в датчик, что упрощает установку и настройку системы

  • Идем далее. Что касается принципа работы, на разных авто датчик работает практически одинаково (например, датчик распредвала 2114). Такой датчик  функционирует в паре с диском (задающий диск), который стоит на распредвале. Указанный диск может иметь отметчик-репер, который имеет ту или иную конструкцию. Основная задача — во время работы  отметчик должен пройти перед датчиком (также проход может быть реализован в зазоре датчика).

В момент прохода перед датчиком отметчик замыкает выходящие из него магнитные линии, это меняет магнитное поле, которое пересекает чувствительный элемент. В свою очередь, датчик способен сформировать электрический импульс. Этот импульс усиливается, а после видоизменяется (преобразовывается), после чего осуществляется подача  полностью готового выходного сигнала на ЭБУ силовой установкой.

Обратите внимание, щелевой и торцевой датчики имеют разные в плане конструкции задающие диски. Щелевой датчик получает диск с воздушным зазором. Данная схема предполагает, что управляющий импульс будет сформирован во время прохождения зазора.  Торцевой датчик  означает, что с ним используется диск с зубцами (зубчатый задающий диск). Также могут быть использованы короткие реперы. В свою очередь, управляющий импульс  создается в момент прохождения репера.

На моторах с инжектором диск и датчик фазы стоят так, чтобы импульс  от  ДПРВ был сформирован в момент  прохождения ВМТ в первом цилиндре.  В этот же момент  сигнал подается от ДПКВ,  после чего система учитывает показания этих датчиков. Далее ЭБУ посылает сигналы на впрыск топлива и зажигания с учетом порядка работы цилиндров ДВС.

Синхронная работа ДПРВ и ДПКВ позволяет  гибко отслеживать любые изменения частоты вращения коленчатого вала и режима работы мотора, а также обеспечить точный впрыск горючего и четкую работу системы зажигания.

Кстати, что касается дизельных моторов,  система работает точно так же, но есть одна отличительная особенность. Система следит за положением поршня в каждом отдельном цилиндре. Для реализации такой функции задающий диск  имеет несколько основных и дополнительных отметчиков-реперов, которые отличаются друг от друга по ширине.

Когда система работает, именно по разным отметчикам удается определить, в каком из цилиндров поршень находится в ВМТ. В свою очередь, принимая за основу эти данные, ЭБУ управляет работой форсунок.

Признаки неисправности датчика распределительного вала

Как уже было сказано выше,  на двигателях с датчиком фаз  система управления ДВС опирается на показания указанного датчика. Само собой, если датчик выходит из строя или работает со сбоями, двигатель будет работать неустойчиво. Если датчик выходит из строя,  ЭБУ переведет двигатель в режим парафазного впрыска топлива. Фактически, управление будет происходить только с учетом показаний датчика коленчатого вала.

При этом важно понимать, что без датчика распредвала  ЭБУ не сможет определить начало цикла работы двигателя,  то есть каждая форсунка  будет принудительно впрыскивать половину дозы топлива два  раза в рамках одного цикла. С одной стороны, это позволит подавать рабочую смесь в  каждый цилиндр, то есть мотор будет работать.  Однако с другой расход топлива увеличится, мотор не будет работать ровно и четко.

Рекомендуем также прочитать статью о том, что такое датчик детонации (ДД). Из этой статьи вы узнаете о назначении, устройстве, принципах работы, а также основных признаках неисправности датчика детонации и способах проверки датчика детонации двигателя автомобиля.

Как правило, на отечественных форумах можно встретить проблему с мотором ВАЗ 2114, датчик распредвала при этом многими упускается из виду. В свою очередь, именно при детальной и углубленной диагностике именно датчик фаз ВАЗ 2114 вполне может оказаться неисправным элементом. Также это касается и других авто как отечественного, так и иностранного производства.

Обычно при выходе из строя датчика фаз на приборной панели горит «чек», мотор теряет мощность, работает с перебоями, перерасходует топливо, теряется мощность. Зачастую в памяти ЭБУ прописан код ошибки датчика фаз. В рамках компьютерной диагностики это позволяет определить, что датчик фазы ВАЗ 2114 или любого другого авто вышел из строя. 

Главное, провести диагностику и правильно расшифровать коды ошибок, после чего выполнить проверку и заменить датчик при такой необходимости. Также может потребоваться провести настройку ЭСУД после замены датчика.

Подведем итоги

Как видно, при условии наличия датчика фаз именно фазированный впрыск позволяет получить от двигателя максимум мощности и эффективности. Когда датчик в норме, мотор оптимально работает  на разных режимах, под нагрузкой и т.д. Это достигается благодаря слаженной работе ДПРВ и ДПКВ. В свою очередь, датчики позволяют точно управлять впрыском и зажиганием.

Рекомендуем также прочитать статью о том, что такое датчик ДМРВ. Из этой статьи вы узнаете о назначении, принципах работы, а также признаках неисправностей, способах диагностики и ремонта датчика воздуха на примере ВАЗ 2114.

Напоследок отметим, что  если датчик фаз вышел из строя, замена датчика распредвала зачастую является оптимальным решением. Дело в том, что такие датчики не отличаются особой ремонтопригодностью и лучше сразу заменить проблемный элемент на новый датчик или заведомо рабочий б/у. С учетом относительно доступной стоимости, именно замена позволяет быстро решить проблему и полностью восстановить работоспособность ДВС.

Фазовые датчики

и реле последовательности фаз от DARE Electronics, Inc.

Главная> Продукция> Фазовые датчики

Защитите авиационное оборудование и другие устройства от повреждений из-за потери фазы или обратного хода с помощью фазовых датчиков и мониторов DARE. Предназначенные для контроля последовательности фаз трехфазного питания, датчики фаз DARE защитит электрооборудование, чувствительное к неправильному чередованию фаз (чередованию), обрыву или чередованию фаз.

Если чередование фаз правильное, на выходе датчика фазы DARE будет подано напряжение. Когда датчик фазы обнаруживает несинхронизацию по фазе, выход обесточивается. Контакты фазового датчика можно использовать для отключения нагрузку, включение цепи аварийной сигнализации или и то, и другое.

Кроме того, датчики фазы могут использоваться вместе с силовым контактором, который будет выполнять фактическое переключение нагрузки, и могут быть разработаны для контроля повышенного и / или пониженного напряжения и условий повышенной и / или пониженной частоты.

Фазовые датчики и мониторы

DARE легко настраиваются и доступны в большом количестве стандартных и нестандартных корпусов.

Типичные электрические характеристики включают:

  • От 90 до 150 В переменного тока между нейтралью
  • От 156 до 260 В переменного тока между линиями
  • от 40 до 480 Гц
  • Переходные процессы напряжения согласно MIL-STD-704

Релейные выходы от SPST до 4PDT доступны с номиналами от сухой цепи до резистивной 25 ампер.

Монтажные конфигурации, отделка и разъемы могут быть адаптированы к вашим требованиям, и при желании доступны индикаторные лампы.

Проконсультируйтесь с нашим техническое описание фазового датчика или инженер по продажам для получения дополнительной информации.

Датчик фазы кулачка | efignition

Датчик ХОЛЛ обычно используется как датчик распредвала.Но датчик VR тоже отлично работает (Ford Zetec, Duratec, Toyota Supra).

Последовательный впрыск

Если мы хотим производить впрыск или зажигание полностью последовательно, нам нужен датчик распределительного вала. Датчик распределительного вала сообщает ЭБУ ход соответствующего цилиндра (ход впуска или ход).

Преимущество полностью последовательного впрыска заключается в том, что двигатель работает немного тише, быстрее набирает обороты, имеет меньше выбросов и более экономичен. Закачиваем бензин точно в то время, когда это необходимо.Это нормально перед открытием впускного клапана. Затем бензин успевает испариться и перемешаться, но турбулентности от других цилиндров в коллекторе больше нет.

Последовательное зажигание (Coil On Plug)

Преимущество полностью последовательного зажигания состоит в том, что катушки зажигания включаются только при необходимости. Это экономит тепло. Если двигатель используется на очень высоких оборотах, это может быть важно для бобина. Технически зажигание DIS или "отработанная искра" работает одинаково хорошо.Проблема с нагревом возникает только при скоростях выше 10 000.

Odd-Fire

Для двигателей Odd-fire V6 (двигатели PRV от Peugeot 504/604, Volvo 260, Renault и Alpine, DeLorean, Maserati C114) фаза ДОЛЖНА быть известна. Независимо от того, используете ли вы дистрибьютор, Dual dizzy или Coil per Plug. Из-за угла наклона блока в 90 градусов шатунной шейки со смещением на 120 градусов зажигание делится на неравные интервалы в 90–150 градусов. Если нам неизвестен правильный ход двигателя, зажигание не произойдет вовремя, и эти двигатели могут быть серьезно повреждены.EFIgnition поддерживает нечетное зажигание.

Спусковое колесо

Спусковое колесо на распределительном вале содержит только 1 зуб. Датчик увидит это непосредственно перед прохождением недостающего зуба (зубьев) спускового колеса коленчатого вала. В этот момент включается 1-й цилиндр.

Если на спусковом колесе больше 1 зуба, можно использовать «опрос». Теперь ЭБУ проверяет, высокий или низкий уровень сигнала во время отсутствия зуба (ов) коленчатого вала. Остальные зубы игнорируются.

Фазовый датчик для солнечной адаптивной оптики

A&A 530, A79 (2011)

Фазовый датчик для солнечной адаптивной оптики

Big Bear Solar Observatory, 40386 North Shore Lane, Big Bear City, CA 92314-9672, USA
Эл. Почта: [email protected]

Получено: 5 марта 2011 г.
Принято: 13 апреля 2011 г.

Аннотация

Контекст. Зондирование волнового фронта в солнечной адаптивной оптике в настоящее время осуществляется с помощью коррелирующих датчиков Шака-Хартмана, хотя пространственное и временное разрешение фазовых измерений в этом случае ограничивается чрезвычайно быстрыми вычислениями, необходимыми для корреляции сигналов датчиков на частотах дневных атмосферных -колебания.

Цели. Чтобы избежать этого ограничения, предлагается новый метод измерения волнового фронта, который использует яркость Солнца и применим к протяженным источникам.

Методы. Волновой фронт проходит через модифицированный интерферометр Маха-Цендера. Небольшая центральная часть волнового фронта используется в качестве эталона и предназначена для интерференции с остальной частью волнового фронта.

Результаты. Контраст двух одновременно измеренных интерференционных картин дает прямую оценку фазы волнового фронта, никаких дополнительных вычислений не требуется.Предлагаемая оптическая схема показывает, что точное начальное выравнивание является критическим моментом при реализации новой схемы измерения волнового фронта.

Ключевые слова: приборостроение: адаптивная оптика / Солнце: общее

© ESO, 2011

1. Введение

Адаптивно-оптические поправки для наблюдений за Солнцем в настоящее время основаны на датчиках волнового фронта Шака-Хартмана (SH), см., Например, Риммеле (2004). Такие датчики разделяют волновой фронт массивом линз, и каждый элемент волнового фронта формирует отдельное изображение на детекторе.Локальные наклоны волнового фронта выводятся из положений изображения. Когда источником является далекая звезда, изображения представляют собой маленькие диски (ограниченные дифракцией или видимостью), а центры изображений вычисляются посредством вычисления барицентров. Однако для солнечной адаптивной оптики изображение за каждой линзой расширяется, и поэтому смещения должны вычисляться с помощью алгоритма взаимной корреляции.

При наблюдениях за Солнцем количество линз не ограничивается соображениями потока, как в случае с гораздо более слабыми ночными целями, а вычислительными ограничениями.Даже с самыми быстрыми доступными компьютерами вычисления должны быть оптимизированы для удовлетворения необходимых скоростей коррекции ~ 2 кГц. Так, в Новом солнечном телескопе (NST) в Биг-Беар, Калифорния, данные с 76 субапертурного SH-сенсора анализируются с помощью цифровых сигнальных процессоров (DSP), запрограммированных на языке ассемблера, и корреляция сводится к смещениям в пределах ± 3 пикселя, см. Например Rimmele et al. (2004), Ричардс и др. (2004, 2008) и Denker et al. (2007). В настоящее время разрабатываются подходящие алгоритмы для запланированного обновления до 308 субапертур.В Немецком телескопе с вакуумной башней (VTT) на Тенерифе, Испания, использование быстрых преобразований Фурье позволяет корректировать частоту 2100 Гц на 36 субапертурах. Для телескопа GREGOR, Тенерифе, Испания, та же команда разрабатывает алгоритмы для обнаружения волновых фронтов на частоте 2500 Гц на 156 субапертурах (Berkefeld et al. 2010).

Здесь представлен новый метод измерения волнового фронта. В этом подходе фаза определяется без необходимости в алгоритме взаимной корреляции, а требования к вычислениям значительно снижаются.Небольшая центральная часть волнового фронта используется в качестве эталона и предназначена для интерференции с остальной частью волнового фронта. В одном плече интерферометра вводится фазовый сдвиг π /2, и два луча затем рекомбинируются через куб светоделителя. Волновые фронты мешают разности фаз от их общего среднего значения, которое колеблется около π /2 на одном выходе и - π /2 на другом выходе. Нормализованная разница в интенсивности между двумя выходными сигналами является прямой мерой фазы волнового фронта.Никаких дополнительных вычислений не требуется.

Метод использует яркость Солнца и применим к протяженным источникам. Поскольку все фазы измеряются относительно одного и того же центрального значения фазы, распространение ошибки не зависит от количества субапертур.

2. Формализм

2.1. Количество, измеренное датчиком

Пусть E будет электрическим полем, связанным с волновым фронтом: (1) Волна распространяется вдоль оси z в ортогональной системе координат ( x, y, z ). k = 2 π / λ - волновое число, λ - длина волны. ω = 2 πc / λ обозначает угловую частоту, c - скорость света. φ - это фаза волнового фронта, а P - функция пропускания зрачка. Рассмотрим круглый зрачок диаметром D : (2) В предлагаемом методе волновой фронт проходит через модифицированный интерферометр Маха-Цендера: центральная часть волнового фронта диаметром d = D / N распространяется по пути (A), дополнение распространяется по пути (B).

  • На пути (A) ахроматическая афокальная система увеличивает центральный фронт волны с диаметра d до D = N d . За афокальной системой электрическое поле равно: (3)

  • Путь (B) вводит ахроматический фазовый сдвиг π /2 относительно пути (A) и ослабляет амплитуду электрического поля в Н 2 , чтобы сделать его сопоставимым с путем (A ): (4) P ′ - функция передачи на пути (B): P ′ ( x, y ) = P ( x, y ) - P ( x N, y N ).

Два луча рекомбинируются через светоделитель, и электрические поля на двух выходах затем выражаются следующим образом: (5) Дополнительная фазовая задержка, π , для поля, распространяющегося от пути (B) к выходу ( 2) вводится при отражении от передней части зеркала светоделителя: среда за зеркалом является стеклом и имеет более высокий показатель преломления, чем воздух, в котором движется поле. Поле, распространяющееся от пути (A) к выходу (1) отражается на тыльной стороне зеркала внутри стекла светоделителя и, таким образом, не вносится дополнительный фазовый сдвиг.

Результирующие интенсивности: (6) Эти выражения не применяются внутри центрального диска диаметром d , где поле E B имеет нулевую амплитуду и где обе интенсивности равны:. Далее рассматриваются только те точки ( x, y ), где P ′ ( x, y ) = 1.

Центральный элемент волнового фронта, передаваемый по пути (A), используется в качестве эталона. Поэтому мы делаем следующее приближение: (7) \ label {eq: I12} Так что, (8) При условии малых фазовых искажений sin ( φ ) ~ φ , а интенсивность-контрастность равна: (9 ) Фаза в позиции ( x, y ) выводится только из двух измерений интенсивности: I 1 ( x, y ) и I 2 ( x, y ).Распространение ошибки от измерения к оценке фазы, таким образом, не зависит от количества точек измерения (субапертур), в то время как оно увеличивается логарифмически с количеством субапертур, когда используются SH-датчики (Hudgin 1977; Fried 1977; Kellerer & Келлерер 2011).

2.2. Спектральная полоса

Вызванные турбулентностью искажения длины пути δ являются ахроматическими, поэтому фазовые искажения обратно пропорциональны длине волны: φ ( x, y, λ ) = 2 π δ ( x, y ) / λ .Если спектральный диапазон фазового датчика составляет [ λ 0 , λ 0 + Δ λ ], уравнение. (9) становится: (10) Зондирование волнового фронта в солнечной адаптивной оптике обычно выполняется в спектральной полосе шириной 50 нм с центром около 550 нм, в этом случае. Эта полоса предполагается для нашего датчика.

3. Реализация датчика фазы

3.1. Оптическая схема

На рис. 1 изображена оптическая схема, которая будет использоваться в случае точечного источника.Вдоль пути (A) центральная часть волнового фронта увеличивается от своего начального диаметра d до диаметра зрачка D = N d . Вдоль пути (B) ахроматический фазовый замедлитель вводит фазовый сдвиг π /2 относительно пути (A). Пластина поглощения ослабляет амплитуду поля в N 2 , чтобы приблизительно уравнять амплитуды на двух путях. Две линии задержки компенсируют увеличение длины пути, вносимое ахроматической афокальной системой на пути (A).

Лучи рекомбинируются через светоделитель. Для плоского входящего волнового фронта разность фаз при рекомбинации составляет π /2 на выходе (1) и - π /2 на выходе (2). Для искаженного волнового фронта - и если дисперсия фазы опорного волнового фронта (путь A) незначительна - разность фаз при рекомбинации равна ( φ ( x, y ) + π /2) на выходе (1) и ( φ ( x, y ) - π /2) на выходе (2).

Средняя разность фаз, обусловленная разностью длин путей, d L = L B - L A , между путями A и B равна: d φ = ⟨ φ B ⟩ - ⟨ φ A ⟩ = 2 π · d L / λ . Разница в длине пути, контролируемая в пределах ~ λ /20, гарантирует, что инструментально наведенные разности фаз значительно ниже π /2, и что разности фаз варьируются в пределах π /2 и - π /2 в два выхода.

Рисунок 1

Оптическая схема фазового датчика. Путь (A) распространяется по центральной части волнового фронта. Ахроматическая афокальная система ( L 1, a , L 2, a ) увеличивает диаметр волнового фронта с d до D = N d . Две линии задержки компенсируют увеличение длины пути из-за афокальной системы на пути (A).

Открыть с помощью DEXTER

Метод фактически не предназначен для применения к точечным источникам, потому что, с одной стороны, коэффициент ослабления интенсивности 1/ N 2 может тогда быть неприемлемым, а с другой стороны, потому что любые оставшиеся флуктуации фазы в пределах сегмент центрального волнового фронта с точечными источниками может сделать расширенный пучок на пути (A) недостаточно однородным.Как будет видно, оба ограничения менее критичны при наблюдениях за Солнцем.

3.2. Регулировка под протяженный объект

Чтобы обеспечить расширение изображения при наблюдениях за Солнцем, оптическая схема настраивается таким образом, чтобы интерференционные картины от источников в разных направлениях были правильно наложены (см. Рис. 2):

  • Зеркало M 1 , которое направляет центральную часть волнового фронта на путь (A), размещается в плоскости зрачка, где волновые фронты с разных угловых направлений перекрываются.Это гарантирует, что центральные части всех волновых фронтов улавливаются M 1 .

  • Афокальная система ( L 1, a , L 2, a ) настраивается для повторного отображения плоскости зрачка ( M 1 ) на двух детекторах ( P 1 и P 2 ). Для этого требуется L 1, и L 2, , чтобы быть собирающими линзами, и M 1 , которые должны быть размещены между L 1, a и фокальной плоскостью L. 1, а .Если L 1, были расходящимися, а L 2, сходящимся , изображение M 1 через ( L 1, a , L 2, a ) будет виртуальным, и поэтому его нельзя будет проецировать на плоскости детектора: P 1 и P 2 .

  • Другая афокальная система ( L 1, b , L 2, b ) размещена на пути (B) для повторного отображения плоскости зрачка, M 1 , на два детектора. , P 1 и P 2 .

С отрегулированной оптической схемой измеренный контраст равен средневзвешенному по интенсивности фазовому значению по телесному углу, Ом: (11) L ( θ ) [м -2 с -1 sr -1 ] - яркость солнечного света от углового направления θ .

Адаптивная оптика с одним деформируемым зеркалом в принципе ограничена углами приема в пределах изопланатического диаметра ( α, = 10 ′ ′ для типичных дневных наблюдений).Для больших приемных углов Ω> π α 2 , и поправка может просто учитывать средний фазовый сдвиг по Ω. Поскольку это среднее значение в основном определяется близлежащей турбулентностью, полученная приближенная поправка называется адаптивной оптикой наземного слоя. Второе условие точной адаптивной оптики - достаточно близкое расположение исполнительных механизмов. Их расстояние не должно превышать расстояние Фрида (примерно 0,05 м для типичных дневных наблюдений), в противном случае поправка снова учитывает просто средний фазовый сдвиг.

Для точечного объекта центральная субапертура содержит, в зависимости от его размера, определенный уровень разности фаз. В идеале было бы желательно усреднить эти различия в расширенном опорном пучке (A), чтобы сделать его как можно более однородным. Хотя это невозможно сделать, несколько увеличенный угол приема будет иметь аналогичный эффект замены фазовых сдвигов в каждой точке локальным средним значением, которое делает центральный луч более однородным. Таким образом, предлагаемый метод по своей сути подходит для расширенных изображений.

Рис. 2

Корректировка оптической схемы (рис. 1) для протяженного источника, такого как Солнце. Обе афокальные системы ( L 1, a , L 2, a ) и ( L 1, b , L 2, b ) повторно отображают плоскость зрачка. , M 1 , на плоскости детектора, P 1 и P 2 .

Открыть с помощью DEXTER
Инжир.3

Левая панель : матрица фазовых значений со среднеквадратичным отклонением 0,1 рад. Распределение фаз соответствует статистике Колмогорова. Правая панель : количество, измеренное датчиком фазы: ( I 1 - I 2 ) / ( I 1 + I 2 ).

Открыть с помощью DEXTER

4. Чувствительность фазового датчика

4.1. Максимальная видимая звездная величина

.

Предположим, что сенсорные области равны размеру центральной субапертуры. Затем требуется, чтобы расширенный луч из центральной вспомогательной апертуры пересекался с другими областями N 2 - 1. Таким образом, число Z фотонов на считывание детектора должно быть достаточно большим: (12) I [m -2 s -1 ] - это освещенность цели, S собирающая поверхность центральной субапертуры и Δ t - время выдержки. Z 0 обозначает минимальное количество фотонов для интерференции в каждой подобласти. Для Z 0 = 100 отношение сигнал / фотонный шум остается ниже 10%.

Первоначальные расчеты (см. Раздел 4.2) показывают, что среднеквадратичное (среднеквадратичное) отклонение фазы, σ φ , по всему фронту волны должно оставаться в пределах ~ 1,2 рад. Центральная часть волнового фронта может служить эталоном, если ее среднеквадратичное отклонение фазы, σ 0 , существенно меньше, чем σ φ , скажем, σ 0 < σ φ /5.Соответственно, диаметр области на апертуре телескопа, которая соответствует центральной субапертуре, в идеале не должен превышать доли длины Фрида, r 0 (Roddier 1981): (13) с диаметром NST телескоп, D = 1,6 м и длина Фрида r 0 = 0,05 м, тогда получаем: d = 0,01 м и N = D / d = 168. Дневной адаптивный -оптическая коррекция обычно выполняется на частоте f = 1 / Δ t = 2 кГц, так что: (14) и видимая величина цели должна быть ниже: (15) I 0 = 5 × 10 9 м -2 с -1 равняется освещенности звезды с нулевой видимой величиной внутри спектральной полосы шириной 50 нм с центром около 550 нм (Astrophysical Quantities 2000 Аллена).

Когда измерение волнового фронта выполняется внутри изопланатического конуса (обычно α = 10 ′ ′), соответствующая видимая величина Солнца равна: м = -26,7 + 2,5log (0,5 · 3600/10) = -21,1 . Таким образом, количество фотонов, полученных в центральной субапертуре, достаточно.

4.2. Максимальная амплитуда фазовых искажений

В исследовательских вычислениях были сгенерированы различные матрицы 288 × 288 фазовых значений с использованием статистики Колмогорова и нормализованных разностей интенсивности, ( I 1 - I 2 ) / ( I 1 + I 2 ), были рассчитаны по формулам.(3) - (9). Центральные элементы размером 32 × 32 были взяты для представления опорного волнового фронта, который распространяется по пути (A) интерферометра. Нормированные разности интенсивностей показаны на рис. 3–5 для разных фазовых экранов со среднеквадратичным отклонением фазы от σ φ = 0,1 рад до 1,2 рад. σ φ = 1,2 рад кажется пределом: для больших фазовых искажений sin ( φ ) ~ φ не может быть допустимым приближением, и разность интенсивностей перестает быть пропорциональной фазе искажение.Вместо этого (см. Уравнение (2.1): (16) Значения фазы затем необходимо развернуть, и схема зондирования теряет свое преимущество минимальных вычислительных требований. Для телескопа D = 1,6 м и длины Фрида r 0 = 0,05 м, среднеквадратичные фазовые искажения, вызванные турбулентностью, фактически равны: σ = ( D / r 0 ) 5/6 = 18 рад (Roddier 1981). поэтому примите во внимание, что разности фаз между лучами (A) и (B) определяются только по модулю 2 π , что требует начальной вычислительной процедуры, которая может запустить контур коррекции адаптивной оптики на центральном подмножестве датчика. поле и постепенно расширять набор по мере того, как коррекция вступает в силу, это расширение либо алгоритмически кодируется, либо управляется с помощью диафрагмы в коллимированном пучке.Как только приблизительная фазовая коррекция достигнута, точная коррекция может продолжаться без дополнительных вычислительных усилий на желаемой частоте.

Рис. 4

То же, что на рис. 3, но с другой реализацией значений фазы. Среднеквадратичное отклонение фазы составляет 0,6 рад.

Открыть с помощью DEXTER
Рис. 5

То же, что на рис.3, с другой реализацией значений фазы. Среднеквадратичное отклонение фазы составляет 1,2 рад.

Открыть с помощью DEXTER

5. Заключение

Представлена ​​схема обнаружения искажений волнового фронта при наблюдениях ярких протяженных источников. Центральная часть волнового фронта используется в качестве эталона и предназначена для интерференции с остальной частью волнового фронта с помощью модифицированного соответствующим образом интерферометра Маха-Цендера. Контраст интенсивности на двух выходах интерферометра является прямой мерой фаз волнового фронта.После того, как приблизительная регулировка фазы достигнута, продолжающаяся точная коррекция не требует дополнительных вычислений, то есть требования к вычислениям значительно снижаются по сравнению с текущим использованием коррелирующих SH-датчиков. Наиболее важным шагом в реализации нового метода измерения волнового фронта, вероятно, будет первоначальная юстировка интерферометра Маха-Цендера, поскольку длины пути в обоих плечах интерферометров должны быть выровнены в пределах λ /20 (см. Разд.3.1). Это, а также подходящую стратегию контроля необходимо будет изучить на экспериментальной установке.

Разность фаз выводится из контраста двух одновременно измеренных интенсивностей, и, соответственно, на оценки не влияет мерцание. Кроме того, все фазы измеряются относительно одного и того же центрального значения фазы, и поэтому коэффициент распространения ошибки не зависит от числа

.

элементов отбора проб. Это контрастирует с логарифмическим увеличением коэффициента распространения при использовании увеличивающегося числа субапертур SH.

Для этого метода требуется, чтобы поток в центральной субапертуре был достаточно высоким, и поэтому он особенно подходит для солнечной адаптивной оптики.

Благодарности

Большое спасибо Nicolas Gorceix за многочисленные дискуссии о зондировании солнечного волнового фронта. Также выражается благодарность Национальному научному фонду за финансирование этого исследования в рамках гранта NSF-AST-0079482.

Список литературы

  1. Allen’s Astrophysical Quantities 2000, ed.А. Н. Кокс, 4-е изд. [Google Scholar]
  2. Berkefeld, T., et al. 2007, заявл. Опт., 49, G155 [CrossRef] [Google Scholar]
  3. Денкер, К., Тритчлер А., Риммеле Т. Р. и др. 2007, ПАСП, 119, 170 [НАСА ОБЪЯВЛЕНИЕ] [CrossRef] [Google Scholar]
  4. Фрид, Д.1977, ЙОСА, 67, 370 [НАСА ОБЪЯВЛЕНИЕ] [CrossRef] [Google Scholar]
  5. Худжин, Р., 1977, ИОСА, 67, 393 [НАСА ОБЪЯВЛЕНИЕ] [CrossRef] [Google Scholar]
  6. Келлерер, А., & Kellerer, A. 2011, JOSA A, 28, 801 [НАСА ОБЪЯВЛЕНИЕ] [CrossRef] [Google Scholar]
  7. Ричардс, К., & Rimmele, T. 2008, Конференция Advanced Maui Optical and Space Surveillance Technologies Conference [Google Scholar]
  8. Ричардс К., Риммеле Т. Р., Хилл Р. и Чен Дж. 2004, SPIE, 5171, 316 [НАСА ОБЪЯВЛЕНИЕ] [CrossRef] [Google Scholar]
  9. Риммеле, Т.2004, SPIE, 5490, 34 [НАСА ОБЪЯВЛЕНИЕ] [CrossRef] [Google Scholar]
  10. Риммеле, Т., Richards, K., Hegwer, S., et al. 2004, SPIE, 5171, 179 [НАСА ОБЪЯВЛЕНИЕ] [CrossRef] [Google Scholar]
  11. Роддье, Ф.1981, Прогресс в оптике (Амстердам: North-Holland Publishing Co.), 19, 281 [Google Scholar]

Все фигуры

Рисунок 1

Оптическая схема фазового датчика. Путь (A) распространяется по центральной части волнового фронта.Ахроматическая афокальная система ( L 1, a , L 2, a ) увеличивает диаметр волнового фронта с d до D = N d . Две линии задержки компенсируют увеличение длины пути из-за афокальной системы на пути (A).

Открыть с помощью DEXTER
По тексту
Рис. 2

Регулировка оптической схемы (рис.1) для протяженного источника, такого как Солнце. Обе афокальные системы ( L 1, a , L 2, a ) и ( L 1, b , L 2, b ) повторно отображают плоскость зрачка. , M 1 , на плоскости детектора, P 1 и P 2 .

Открыть с помощью DEXTER
По тексту
Инжир.3

Левая панель : матрица фазовых значений со среднеквадратичным отклонением 0,1 рад. Распределение фаз соответствует статистике Колмогорова. Правая панель : количество, измеренное датчиком фазы: ( I 1 - I 2 ) / ( I 1 + I 2 ).

Открыть с помощью DEXTER
По тексту

Датчик постоянного фазового сопротивления для измерения уровня проводящей жидкости

DOI: 10.1016 / j.isatra.2021.01.024. Epub 2021 13 января.

Принадлежности Расширять

Принадлежности

  • 1 Кафедра электротехникиF / O Engg. & Technology, Джамия Миллия Исламия (университет), Джамиа Нагар, Нью-Дели 110025, Индия.
  • 2 Кафедра физики и астрономии, Научный колледж, Университет короля Сауда, а / я 2455, Эр-Рияд 11451, Саудовская Аравия. Электронный адрес: [email protected]
  • 3 Отдел электротехники F / O Engg. & Technology, Джамия Миллия Исламия (университет), Джамиа Нагар, Нью-Дели 110025, Индия.Электронный адрес: [email protected]

Элемент в буфере обмена

Мохаммад Зия Ур Рахман и др. ISA Trans. 2021 сен.

Показать детали Показать варианты

Показать варианты

Формат АннотацияPubMedPMID

DOI: 10.1016 / j.isatra.2021.01.024. Epub 2021 13 января.

Принадлежности

  • 1 Отдел электротехники F / O Engg. & Technology, Джамия Миллия Исламия (университет), Джамиа Нагар, Нью-Дели 110025, Индия.
  • 2 Кафедра физики и астрономии, Научный колледж, Университет короля Сауда, а / я 2455, Эр-Рияд 11451, Саудовская Аравия.Электронный адрес: [email protected]
  • 3 Отдел электротехники F / O Engg. & Technology, Джамия Миллия Исламия (университет), Джамиа Нагар, Нью-Дели 110025, Индия. Электронный адрес: [email protected]

Элемент в буфере обмена

Опции CiteDisplay

Показать варианты

Формат АннотацияPubMedPMID

Абстрактный

В емкостных датчиках уровня жидкости контактного типа, когда электрод с изолирующей пленкой погружается в полярную / ионную среду, он показывает постоянное фазовое поведение на границе раздела металл-изолятор из-за образования двойного слоя.Этот эффект двойного слоя часто моделируется чистым конденсатором, но его значение емкости зависит от частоты сигнала. Следовательно, когда такой датчик возбуждается синусоидальным переменным током, измерение уровня проводящей жидкости страдает ошибкой из-за флуктуации частоты входного сигнала. Это связано с тем, что частота возбуждения, подаваемая измерителем источника, может колебаться. Этот важный вопрос редко обсуждается для емкостных датчиков уровня. Кроме того, конструкция и реализация емкостного датчика уровня требуют специальных приспособлений для минимизации паразитной емкости заземления, емкости смещения и емкости проводов и контактных электродов.В этой статье мы впервые предлагаем новый датчик постоянного фазового сопротивления для измерения уровня проводящей жидкости в диапазоне 0-4 см. Фазовый угол устройства изменяется из-за изменения уровня жидкости. Двумя важными характеристическими параметрами датчика являются постоянный фазовый угол для определенного диапазона частот и дробный порядок в диапазоне 0-1. Некоторыми важными характеристиками датчика являются значительная чувствительность (2,1 / см, зонд 1) из-за небольшого изменения проводящей жидкости, стабильный выходной сигнал из-за колебаний входной частоты, а изготовление датчика очень простое и недорогое.Наконец, устройство подключается к схеме определения фазы, чтобы преобразовать фазовый угол в сигнал напряжения.

Ключевые слова: Постоянный фазовый импеданс; Дробный порядок; Схема сопряжения; Измерение уровня; Характеристики отклика.

Авторские права © 2021 ISA. Опубликовано Elsevier Ltd.Все права защищены.

Заявление о конфликте интересов

Заявление о конкурирующих интересах Авторы заявляют, что у них нет известных конкурирующих финансовых интересов или личных отношений, которые могли бы повлиять на работу, описанную в этой статье.

Похожие статьи

  • Нечувствительный к рассеянию аналоговый интерфейс на основе VCII для датчиков дифференциальной емкости.

    Бариле Дж., Сафари Л., Ферри Дж., Сторнелли В. Barile G, et al. Датчики (Базель). 14 августа 2019; 19 (16): 3545. DOI: 10,3390 / s19163545. Датчики (Базель). 2019. PMID: 31416211 Бесплатная статья PMC.

  • Растягиваемый датчик давления с герметичными жидкометаллическими электродами.

    Чжан Л., Гао М., Ван Р., Дэн З., Гуй Л. Чжан Л. и др.Датчики (Базель). 2019 15 марта; 19 (6): 1316. DOI: 10,3390 / s1

    16. Датчики (Базель). 2019. PMID: 30884767 Бесплатная статья PMC.

  • Высокочувствительные емкостные датчики давления на текстильной основе с использованием жидких композитных пленок ПВДФ-ГФП / ионной жидкости.

    Keum K, Heo JS, Eom J, Lee KW, Park SK, Kim YH. Кеум К. и др. Датчики (Базель). 2021, 9 января; 21 (2): 442. DOI: 10,3390 / s21020442.Датчики (Базель). 2021 г. PMID: 33435515 Бесплатная статья PMC.

  • Характеристика динамики образования двойного электрического слоя структуры металл / ионная жидкость / металл.

    Шмидт Э., Ши С., Руден П.П., Фрисби CD. Schmidt E, et al. Интерфейсы ACS Appl Mater. 2016 15 июня; 8 (23): 14879-84. DOI: 10.1021 / acsami.6b04065. Epub 2016 6 июня. Интерфейсы ACS Appl Mater.2016 г. PMID: 27213215

  • Изоляционные электроды: обзор биопотенциальных передних концов для диэлектрических интерфейсов кожа-электрод.

    Спинелли Э., Хаберман М. Spinelli E, et al. Physiol Meas. 2010 Октябрь; 31 (10): S183-98. DOI: 10.1088 / 0967-3334 / 31/10 / S03. Epub 2010 10 сентября. Physiol Meas. 2010 г. PMID: 20834109 Обзор.

LinkOut - дополнительные ресурсы

  • Источники полных текстов

  • Другие источники литературы

[Икс]

цитировать

Копировать

Формат: AMA APA ГНД NLM

Твердофазный колориметрический датчик гипохлорита

Воспользовавшись мощными окислительными свойствами гипохлорита (OCl - ), мы разработали твердофазный колориметрический датчик для обнаружения OCl - на основе 13 нм AuNP, иммобилизованных на 3-аминопропилтриэтоксисилане APTES. -покрытая основа.Этот колориметрический датчик использует агрегационные и антиагрегационные свойства AuNP, возникающие в результате взаимодействия между дитиотреитолом (DTT) и OCl - . Когда количество OCl - увеличивается, цвет субстрата меняется с синего на красный, что позволяет обнаруживать невооруженным глазом при концентрациях всего 2,48 мкМ в течение времени реакции, равного 5 минутам. В отличие от обычных колориметрических датчиков на основе растворов, на которые легко влияют ионная сила, значения pH и температура, этот твердофазный датчик показывает более стабильные характеристики обнаружения.Кроме того, этот твердофазный датчик может быть дополнительно уменьшен в размерах, обеспечивая высокую доступность и долговечность для использования в повседневной жизни.

У вас есть доступ к этой статье

Подождите, пока мы загрузим ваш контент... Что-то пошло не так. Попробуй еще раз?

Плазмонный датчик фазы в нанометровом масштабе | SpringerLink

  • 1.

    Сулоага Дж., Продан Э., Нордландер П. Квантовая плазмоника: оптические свойства и настраиваемость металлических наностержней.САУ Нано. 2010. 4 (9): 5269–76.

    CAS Статья Google Scholar

  • 2.

    Линк С., Эль-Сайед Массачусетс. Спектральные свойства и релаксационная динамика поверхностных плазмонных электронных колебаний в наноточках и наностержнях золота и серебра. J. Phys Chem B. 1999; 103 (40): 8410–26.

    CAS Статья Google Scholar

  • 3.

    Kelly KL, Coronado E, Zhao LL, Schatz GC. Оптические свойства металлических наночастиц: влияние размера, формы и диэлектрической среды.J. Phys Chem B. 2003; 107 (3): 668–77.

    CAS Статья Google Scholar

  • 4.

    Зийлстра П., Оррит М. Одиночные металлические наночастицы: оптическое обнаружение, спектроскопия и приложения. Rep Prog Phys. 2011; 74 (10): 106401.

    Артикул Google Scholar

  • 5.

    Wackenhut F, Failla AV, Meixner AJ. Многоцветная микроскопия и спектроскопия раскрывают физику однофотонной люминесценции в золотых наностержнях.J. Phys Chem C. 2013; 117 (34): 17870–7.

    CAS Статья Google Scholar

  • 6.

    Pillai S, Catchpole KR, Trupke T, Zhang G, Zhao J, Green MA. Повышенное излучение светодиодов на основе Si с использованием поверхностных плазмонов. Appl Phys Lett. 2006; 88 (16): 161102.

    Артикул Google Scholar

  • 7.

    Derkacs D, Lim SH, Matheu P, Mar W, Yu ET. Улучшенные характеристики солнечных элементов из аморфного кремния за счет рассеяния на поверхностных плазмонных поляритонах в близлежащих металлических наночастицах.Appl Phys Lett. 2006; 89 (9): 093103.

    Артикул Google Scholar

  • 8.

    Пакардо Д., Нойпан Б., Ван Г., Гу З., Уокер Г., Лиглер Ф. Температурный микродатчик для измерения нагрева, индуцированного лазером в золотых наностержнях. Anal Bioanal Chem. 2015; 407 (3): 719–25.

    CAS Статья Google Scholar

  • 9.

    Talley CE, Jackson JB, Oubre C, Grady NK, Hollars CW, Lane SM, et al.Рамановское рассеяние света с усилением поверхности от отдельных наночастиц Au и димерных подложек наночастиц. Nano Lett. 2005; 5 (8): 1569–74.

    CAS Статья Google Scholar

  • 10.

    Орендорф С.Дж., Гирхарт Л., Яна Н.Р., Мерфи С.Дж. Зависимость соотношения сторон от поверхностно-усиленного комбинационного рассеяния света с использованием подложек из серебряных и золотых наностержней. Phys Chem Chem Phys. 2006. 8 (1): 165–70.

    CAS Статья Google Scholar

  • 11.

    Чен С.Ю., Мок Дж.Дж., Хилл Р.Т., Чилкоти А., Смит Д.Р., Лазаридес А.А. Наночастицы золота на поляризуемых поверхностях как антенны комбинационного рассеяния света. САУ Нано. 2010. 4 (11): 6535–46.

    CAS Статья Google Scholar

  • 12.

    Choi WI, Kim J-Y, Kang C, Byeon CC, Kim YH, Tae G. Регрессия опухоли in vivo с помощью фототермической терапии на основе функциональных наноносителей, нагруженных золотыми наностержнями. САУ Нано. 2011; 5 (3): 1995–2003.

    CAS Статья Google Scholar

  • 13.

    Хуанг X, Эль-Сайед IH, Цянь В., Эль-Сайед Массачусетс. Визуализация раковых клеток и фототермическая терапия в ближнем инфракрасном диапазоне с использованием золотых наностержней. J Am Chem Soc. 2006. 128 (6): 2115–20.

    CAS Статья Google Scholar

  • 14.

    Стюарт М.Э., Андертон С.Р., Томпсон Л.Б., Мария Дж., Грей С.К., Роджерс Дж.А. и др. Наноструктурированные плазмонные сенсоры. Chem Rev.2008; 108 (2): 494–521.

    CAS Статья Google Scholar

  • 15.

    Chen B, Liu C, Hayashi K. Селективное обнаружение паров терпена с использованием датчика LSPR с наночастицами Au с молекулярным отпечатком, покрытым полимером. IEEE Sensors J. 2014; 14 (10): 3458–64.

    CAS Статья Google Scholar

  • 16.

    Чен Ю., Мин Х. Обзор датчика поверхностного плазмонного резонанса и датчика локализованного поверхностного плазмонного резонанса. Photonic Sens. 2012; 2 (1): 37–49.

    Артикул Google Scholar

  • 17.

    Анкер Дж. Н., Холл В. П., Ляндрес О., Шах, Н. К., Чжао Дж., Ван Дайн Р.П. Биосенсор с плазмонными наносенсорами. Nat Mater. 2008. 7 (6): 442–53.

    CAS Статья Google Scholar

  • 18.

    Цао Дж., Сун Т., Граттан КТВ. Биосенсоры локализованного поверхностного плазмонного резонанса на основе золотых наностержней: обзор. Приводы Sens B: Chem. 2014; 195: 332–51.

    CAS Статья Google Scholar

  • 19.

    Baciu CL, Becker J, Janshoff A, Sönnichsen C. Взаимодействие белок-мембрана, исследуемое одиночными плазмонными наночастицами. Nano Lett. 2008. 8 (6): 1724–8.

    CAS Статья Google Scholar

  • 20.

    Raschke G, Kowarik S, Franzl T., Sönnichsen C, Klar TA, Feldmann J, et al. Биомолекулярное распознавание на основе рассеяния света одиночными наночастицами золота. Nano Lett. 2003. 3 (7): 935–8.

    CAS Статья Google Scholar

  • 21.

    Zijlstra P, Paulo PMR, Orrit M. Оптическое обнаружение одиночных непоглощающих молекул с использованием поверхностного плазмонного резонанса золотого наностержня. Nat Nano. 2012. 7 (6): 379–82.

    CAS Статья Google Scholar

  • 22.

    Ачимович С.С., Ортега М.А., Санз В., Бертело Дж., Гарсия-Кордеро Дж. Л., Ренгер Дж. И др. Чип LSPR для параллельного, быстрого и чувствительного обнаружения маркеров рака в сыворотке крови. Nano Lett. 2014. 14 (5): 2636–41.

    Артикул Google Scholar

  • 23.

    Сепульведа B, Ангеломе ПК, Лечуга Л.М., Лиз-Марзан Л.М. Нанобиосенсоры на основе LSPR. Нано сегодня. 2009. 4 (3): 244–51.

    Артикул Google Scholar

  • 24.

    Майер К.М., Хафнер Дж. Х. Датчики локализованного поверхностного плазмонного резонанса. Chem Rev.2011; 111 (6): 3828–57.

    CAS Статья Google Scholar

  • 25.

    Hall WP, Ngatia SN, Van Duyne RP. Усиление сигнала биосенсора LSPR с использованием конъюгатов наночастицы-антитела.J. Phys Chem C. 2011; 115 (5): 1410–4.

    CAS Статья Google Scholar

  • 26.

    Стобецка М., Чалупа А. Модуляция усиленной плазмонами резонансной передачи энергии наночастицам золота с помощью стробирования каналированной оболочки белка сурвивина. J. Phys Chem B. 2015; 119 (41): 13227–35.

    CAS Статья Google Scholar

  • 27.

    Хепель М., Стобецка М. Обнаружение биомаркеров окислительного стресса с использованием функциональных наночастиц золота.Мелкие частицы в медицине и аптеке: Springer; 2012. с. 241–281.

  • 28.

    Хепель М., Блейк Д., МакКейб М., Стобецка М., Куперсмит К. Сборка наночастиц золота, индуцированная ионами металлов. Funct Nanoparticles Bioanal Nanomed Bioelectron Devices. 2012; 1: 207–40.

    Артикул Google Scholar

  • 29.

    Хао Ф., Зоннефро Й., Дорп П.В., Майер С.А., Халас Н.Дж., Нордландер П. Нарушение симметрии в плазмонных нанополостях: субрадиантное зондирование LSPR и настраиваемый резонанс Фано.Nano Lett. 2008. 8 (11): 3983–8.

    CAS Статья Google Scholar

  • 30.

    van de Hulst HC. Рассеяние света мелкими частицами: Courier Corporation; 1981.

  • 31.

    Шнелл М., Гарсия-Этксарри А., Хубер А. Дж., Крозье К., Айзпуруа Дж., Хилленбранд Р. Управление колебаниями ближнего поля нагруженных плазмонных наноантенн. Nat Photonics. 2009. 3 (5): 287–91.

    CAS Статья Google Scholar

  • 32.

    Прикулис Дж., Сюй Х., Гуннарссон Л., Келл М., Олин Х. Фазочувствительная визуализация металлических наночастиц в ближнем поле. J Appl Phys. 2002. 92 (10): 6211–4.

    CAS Статья Google Scholar

  • 33.

    Ян Дж., Ван З., Ван Ф., Сюй Р., Тао Дж., Чжан С. и др. Атомарно тонкие оптические линзы и решетки. Light-Sci Appl. 2016; 5 (3): e16046-e.

    Артикул Google Scholar

  • 34.

    Hauler O, Wackenhut F, Jakob LA, Stuhl A, Laible F, Fleischer M, Meixner AJ, Braun K. Прямое фазовое отображение света, рассеянного одиночными плазмонными наночастицами. Наноразмер. 2020; 12: 1083–90.

    CAS Статья Google Scholar

  • 35.

    Голлмер Д., Уолтер Ф., Лорч С., Новак Дж., Банерджи Р., Дитерле Дж. И др. Изготовление и характеристика комбинированных металлических нанорешеток и электродов ITO для органических фотоэлектрических элементов.Microelectron Eng. 2014; 119: 122–6.

    CAS Статья Google Scholar

  • 36.

    Wackenhut F, Failla AV, Züchner T, Steiner M, Meixner AJ. Трехмерное картирование фотолюминесценции и анизотропия излучения одиночных золотых наностержней. Appl Phys Lett. 2012. 100 (26): 263102–4.

    Артикул Google Scholar

  • 37.

    Зерулла Д., Улиг И., Сарган Р., Шассе Т. Конкурирующее взаимодействие различных видов тиолов на золотых поверхностях.Surf Sci. 1998. 402–404: 604–8.

    Артикул Google Scholar

  • 38.

    Failla AV, Qian H, Qian H, Hartschuh A, Meixner AJ. Ориентационная визуализация субволновых частиц Au с помощью лазерных мод высших порядков. Nano Lett. 2006. 6 (7): 1374–8.

    CAS Статья Google Scholar

  • 39.

    Цюхнер Т., Фаилла А.В., Штайнер М., Мейкснер А.Дж. Исследование диэлектрических границ раздела на наномасштабе с помощью диаграмм упругого рассеяния отдельных золотых наностержней.Opt Express. 2008. 16 (19): 14635–44.

    Артикул Google Scholar

  • 40.

    Шерведани РК, Хатефи-Мехрджарди А, Бабади МК. Сравнительное электрохимическое исследование самоорганизованных монослоев 2-меркаптобензоксазола, 2-меркаптобензотиазола и 2-меркаптобензимидазола, образованных на поликристаллическом золотом электроде. Electrochim Acta. 2007. 52 (24): 7051–60.

    CAS Статья Google Scholar

  • Leap Sensors Беспроводная сенсорная система для дистанционного мониторинга

    Phase IV Engineering запускает новое поколение Leap Sensors ® , мощную, но простую в установке модульную беспроводную систему, которая позволяет пользователям внедрять промышленный Интернет вещей и проводить профилактическое обслуживание их объект.

    Еще со времен промышленной революции производители планировали техническое обслуживание своего оборудования или просто заменяли деталь в случае ее выхода из строя. Этот подход по большей части работает, но он также может быть неэффективным, трудоемким и - в худшем случае - опасным. Возьмем, к примеру, заводской воздушный компрессор: при выходе из строя подшипника вся установка может неожиданно выйти из строя на несколько часов.

    А теперь представьте набор датчиков, которые позволяют операторам «видеть» условия процесса в режиме реального времени и выдают множество предупреждений до того, как возникнет проблема.Вся система является беспроводной, компактной, надежной и может быть полностью настроена и интегрирована в существующие процессы примерно за пять минут.

    Leap Sensors

    ® Система: модульная, прочная, ориентированная на будущее

    Миссия Phase IV Engineering, партнера WIKA в США, - вывести компании на новый уровень производства: Индустрия 4.0. После 25 лет разработки нестандартных датчиков компания Phase IV создала следующее поколение беспроводной системы Leap Sensors ® для профилактического обслуживания и промышленного Интернета вещей (IIoT).

    Leap Sensors Беспроводная система контроля двигателя с зажимом усилителя, термопарой и дополнительным магнитным креплением

    Узлы приемопередатчика содержат датчики, которые контролируют различные условия: вибрацию, температуру, давление, влажность, деформацию, нагрузку, электрический ток и т. Д. На одном приемопередающем узле можно объединить несколько датчиков разных типов, что делает систему рентабельной и легко адаптируемой. Мощный микропроцессор использует периферийные вычисления для преобразования больших объемов данных (например, вибрации) в несколько действенных индикаторов - и все это без нагрузки на программное обеспечение или хранилища данных.Его антенна дальнего действия полностью расположена внутри корпуса, что обеспечивает обтекаемый профиль, а встроенная, легко заменяемая батарея обычно служит от пяти до 10 лет.

    Весь узел приемопередатчика заключен в корпус из поликарбоната IP68 с классом воспламеняемости UL 94 V-0 (без взрывозащиты) и может выдерживать суровые условия, включая мытье. Варианты индивидуальной настройки включают прикрепление к корпусу термопар для контроля температуры до 1200 ° C (2192 ° F) или датчиков RTD для контроля температуры до −80 ° C (−112 ° F).Все устройство стандартно поставляется с фланцами для винтового крепления; для еще более простого монтажа доступен вариант с магнитом.

    Шлюз получает данные датчиков по воздуху от 250 приемопередающих узлов и легко взаимодействует с программным обеспечением Leap или существующим программным обеспечением (например, SCADA), используя стандартный Modbus или API-интерфейс Интернет-протокола Leap (IP). Опция сотового шлюза доступна для удаленных местоположений. Для дополнительной безопасности и спокойствия при передаче данных используется расширенное шифрование (AES-128) от конца до конца.

    Поскольку система полностью основана на IP, любой компьютер, планшет или смартфон может подключаться к программному обеспечению с помощью веб-браузера для установки пороговых значений для оповещений по электронной почте и SMS, проверки графиков на предмет тенденций, даты загрузки или настройки интервалов передачи датчиков. .

    Более того, система Leap Sensors ориентирована на будущее. По мере изменения потребностей в мониторинге клиенты могут легко изменять параметры мониторинга и предупреждения или добавлять датчики в систему. Поскольку узлы приемопередатчиков автоматически подключаются и автоматически настраивают программное обеспечение, расширение системы и внедрение обновлений не вызывает затруднений.

    X-Ray Vision и Crystal Ball в одном устройстве ™

    Беспроводная сенсорная система Leap Sensors экономит деньги и избавляет пользователей от головной боли. Клиент Phase IV недавно установил систему датчиков двигателя. В течение первых двух недель использования система обнаружила двигатель, который вот-вот выйдет из строя. Таким образом, то, что могло быть потерей 200000 долларов с точки зрения простоя, потери продукта и затрат на замену, было вместо этого плановым ремонтом, который стоил всего 3500 долларов и двумя часами труда во время планового обслуживания.

    Владелец компании по системной интеграции из Пенсильвании также подтверждает эффективность Leap Sensors.