कार एयर फ्लो मीटर क्या होता है?
एयर फ्लो सेंसर, जिसे एयर फ्लोमीटर भी कहा जाता है, इलेक्ट्रॉनिक फ्यूल इंजेक्शन इंजन में महत्वपूर्ण सेंसरों में से एक है। यह इंजन में प्रवेश करने वाली हवा को विद्युत सिग्नल में परिवर्तित करता है और इसे इलेक्ट्रॉनिक कंट्रोल यूनिट (ईसीयू) को भेजता है, जो फ्यूल इंजेक्शन निर्धारित करने के लिए मूलभूत सिग्नलों में से एक के रूप में कार्य करता है और इंजन में प्रवेश करने वाली हवा के प्रवाह को मापने वाला सेंसर है।
इलेक्ट्रॉनिक रूप से नियंत्रित ईंधन इंजेक्शन उपकरण में, इंजन द्वारा खींची गई हवा की मात्रा को मापने वाला सेंसर, यानी वायु प्रवाह सेंसर, सिस्टम की नियंत्रण सटीकता निर्धारित करने वाले महत्वपूर्ण घटकों में से एक है। जब इंजन द्वारा खींची गई हवा और मिश्रण के वायु-ईंधन अनुपात (A/F) की नियंत्रण सटीकता ±1.0 निर्धारित की जाती है, तो सिस्टम की स्वीकार्य त्रुटि ±6% से 7% होती है। जब इस स्वीकार्य त्रुटि को सिस्टम के प्रत्येक घटक में वितरित किया जाता है, तो वायु प्रवाह सेंसर की स्वीकार्य त्रुटि ±2% से 3% होती है।
पेट्रोल इंजन में अधिकतम और न्यूनतम वायु प्रवाह का अनुपात (max/min) प्राकृतिक रूप से संचालित प्रणाली में 40 से 50 और टर्बोचार्ज्ड प्रणाली में 60 से 70 होता है। इस सीमा के भीतर, वायु प्रवाह सेंसर को ±2 से 3% की माप सटीकता बनाए रखने में सक्षम होना चाहिए। इलेक्ट्रॉनिक रूप से नियंत्रित ईंधन इंजेक्शन उपकरण में उपयोग किए जाने वाले वायु प्रवाह सेंसर को न केवल व्यापक माप सीमा पर माप सटीकता बनाए रखनी चाहिए, बल्कि उत्कृष्ट माप प्रतिक्रिया भी होनी चाहिए, स्पंदित वायु प्रवाह को मापने में सक्षम होना चाहिए और आउटपुट सिग्नल का प्रसंस्करण सरल होना चाहिए।
वायु प्रवाह सेंसर की विभिन्न विशेषताओं के आधार पर, ईंधन नियंत्रण प्रणाली को L-प्रकार नियंत्रण (जो सीधे सेवन मात्रा को मापता है) और D-प्रकार नियंत्रण (जो सेवन मात्रा के मापन विधि के आधार पर अप्रत्यक्ष रूप से सेवन मात्रा को मापता है) में वर्गीकृत किया गया है। सेवन मात्रा को अप्रत्यक्ष रूप से सेवन मैनिफोल्ड के ऋणात्मक दबाव और इंजन की गति के अनुसार मापा जाता है। D-प्रकार नियंत्रण मोड में, माइक्रो कंप्यूटर ROM विभिन्न स्थितियों में सेवन वायु मात्रा को इंजन की गति और सेवन पाइप में दबाव को पैरामीटर के रूप में उपयोग करके पहले से संग्रहीत करता है। प्रत्येक परिचालन स्थिति में मापे गए सेवन दबाव और गति के आधार पर और ROM में संग्रहीत सेवन वायु मात्रा का संदर्भ लेते हुए, माइक्रो कंप्यूटर ईंधन खपत की गणना कर सकता है। L-प्रकार नियंत्रण में उपयोग किया जाने वाला वायु प्रवाहमापी मूल रूप से एक सामान्य औद्योगिक प्रवाह सेंसर के समान ही होता है। हालांकि, यह ऑटोमोबाइल के कठोर वातावरण के अनुकूल हो सकता है, लेकिन इसमें एक्सीलरेटर दबाने पर प्रवाह में होने वाले तीव्र परिवर्तनों पर प्रतिक्रिया करने और सेंसर के आगे और पीछे सेवन मैनिफोल्ड के आकार के कारण होने वाले असमान वायु प्रवाह में उच्च-सटीकता से पता लगाने की आवश्यकता भी होती है।
प्रारंभिक इलेक्ट्रॉनिक ईंधन इंजेक्शन नियंत्रण प्रणाली में माइक्रो कंप्यूटर का उपयोग नहीं किया गया था। इसके बजाय, यह एक एनालॉग सर्किट था। उस समय, वाल्व प्रकार के वायु प्रवाह सेंसर का उपयोग किया जाता था, लेकिन जैसे-जैसे ईंधन इंजेक्शन को नियंत्रित करने के लिए माइक्रो कंप्यूटर का उपयोग किया जाने लगा, वैसे-वैसे कई अन्य प्रकार के वायु प्रवाह सेंसर भी सामने आए।
वाल्व प्रकार के वायु प्रवाह सेंसर की संरचना।
गैसोलीन इंजन में, एयर फिल्टर और थ्रॉटल के बीच, वाल्व प्रकार का एयर फ्लो सेंसर लगाया जाता है। इसका कार्य इंजन में प्रवेश करने वाली हवा की मात्रा का पता लगाना और प्राप्त परिणामों को विद्युत संकेतों में परिवर्तित करना है, जिन्हें बाद में माइक्रो कंप्यूटर में भेजा जाता है। यह सेंसर दो भागों से मिलकर बना होता है: एक एयर फ्लोमीटर और एक पोटेंशियोमीटर।
सबसे पहले, आइए वायु प्रवाह सेंसर की कार्य प्रक्रिया को समझते हैं। एयर फिल्टर द्वारा खींची गई हवा वाल्व की ओर तेजी से बढ़ती है। वाल्व उस स्थिति पर रुक जाता है जहां प्रवेश मात्रा वापसी स्प्रिंग के साथ संतुलित हो जाती है। यानी, वाल्व का खुलने का कोण प्रवेश मात्रा के सीधे समानुपाती होता है। वाल्व के घूर्णनशील शाफ्ट पर एक पोटेंशियोमीटर भी लगा होता है। पोटेंशियोमीटर की स्लाइडिंग भुजा वाल्व के साथ समकालिक रूप से घूमती है। स्लाइडिंग प्रतिरोध के वोल्टेज ड्रॉप का उपयोग मापने वाली प्लेट के खुलने के कोण को विद्युत संकेत में परिवर्तित करने के लिए किया जाता है, जिसे फिर नियंत्रण परिपथ में भेजा जाता है।
कामन भंवर वायु प्रवाह सेंसर
वाल्व प्रकार के वायु प्रवाह सेंसर की कमियों को दूर करने के लिए, यानी माप सटीकता सुनिश्चित करते हुए माप सीमा का विस्तार करने और फिसलने वाले संपर्कों को समाप्त करने के लिए, एक छोटा और हल्का वायु प्रवाह सेंसर, जिसे कारमन भंवर वायु प्रवाह सेंसर कहा जाता है, विकसित किया गया है। कारमन भंवर एक भौतिक घटना है। भंवर का पता लगाने की विधि और इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रण परिपथ का पता लगाने की सटीकता से कोई संबंध नहीं है। वायु मार्ग का क्षेत्रफल और भंवर उत्पन्न करने वाले स्तंभ के आकार में परिवर्तन ही पता लगाने की सटीकता निर्धारित करते हैं। साथ ही, चूंकि इस प्रकार के सेंसर का आउटपुट एक इलेक्ट्रॉनिक सिग्नल (आवृत्ति) होता है, इसलिए सिस्टम के नियंत्रण परिपथ में सिग्नल इनपुट करते समय, AD कनवर्टर की आवश्यकता नहीं होती है। इसलिए, संक्षेप में, कारमन भंवर वायु प्रवाह सेंसर एक ऐसा सिग्नल है जो माइक्रो कंप्यूटर प्रोसेसिंग के लिए उपयुक्त है। इस सेंसर के निम्नलिखित तीन लाभ हैं: उच्च परीक्षण सटीकता, रैखिक सिग्नल आउटपुट करने की क्षमता और सरल सिग्नल प्रोसेसिंग; लंबे समय तक उपयोग के बाद भी इसका प्रदर्शन अपरिवर्तित रहता है। चूंकि यह आयतन प्रवाह दर का पता लगाने के लिए है, इसलिए तापमान और वायुमंडलीय दबाव के लिए समायोजन की आवश्यकता नहीं है।
जब कारमन भंवर उत्पन्न होता है, तो यह गति और दबाव में परिवर्तन के साथ बदलता रहता है। प्रवाह का पता लगाने का मूल सिद्धांत इसके भीतर गति में होने वाले परिवर्तन का उपयोग करना है। सिग्नल वर्गाकार तरंगें और डिजिटल सिग्नल होते हैं। जितना अधिक वायु प्रवाह ग्रहण किया जाता है, कारमन भंवर की आवृत्ति उतनी ही अधिक होती है, और वायु प्रवाह सेंसर के आउटपुट सिग्नल की आवृत्ति भी उतनी ही अधिक होती है।
तापमान और दाब क्षतिपूर्ति वायु प्रवाह संवेदक का उपयोग मुख्य रूप से औद्योगिक पाइपलाइनों में विभिन्न माध्यमों, जैसे गैस, तरल, भाप आदि के प्रवाह मापन के लिए किया जाता है। इसकी विशेषताओं में कम दाब हानि, विस्तृत मापन सीमा, उच्च परिशुद्धता शामिल हैं, और कार्यशील परिस्थितियों में आयतन प्रवाह दर मापते समय यह तरल घनत्व, दाब, तापमान और श्यानता जैसे मापदंडों से लगभग अप्रभावित रहता है। इसमें कोई गतिशील यांत्रिक भाग नहीं होते हैं, इसलिए यह उच्च विश्वसनीयता वाला है और इसे कम रखरखाव की आवश्यकता होती है। उपकरण के मापदंड लंबे समय तक स्थिर रह सकते हैं। यह उपकरण पीजोइलेक्ट्रिक स्ट्रेस सेंसर का उपयोग करता है, जो अत्यधिक विश्वसनीय होते हैं और -10℃ से +300℃ की कार्यशील तापमान सीमा में कार्य कर सकते हैं। इसमें एनालॉग मानक सिग्नल और डिजिटल पल्स सिग्नल आउटपुट दोनों होते हैं, जिससे इसे कंप्यूटर जैसे डिजिटल सिस्टम के साथ आसानी से उपयोग किया जा सकता है। यह अपेक्षाकृत उन्नत और आदर्श प्रवाह दर संवेदक है।
वायु प्रवाह सेंसरों का सबसे बड़ा लाभ यह है कि उपकरण गुणांक मापे गए माध्यम के भौतिक गुणों से प्रभावित नहीं होता है और इसे एक विशिष्ट माध्यम से अन्य माध्यमों तक विस्तारित किया जा सकता है। हालांकि, तरल और गैस की प्रवाह दर सीमाओं में महत्वपूर्ण अंतर के कारण, आवृत्ति सीमाएं भी बहुत भिन्न होती हैं। भंवर प्रवाह संकेतों को संसाधित करने वाले एम्पलीफायर सर्किट में, फ़िल्टर का पासबैंड अलग-अलग होता है, और सर्किट पैरामीटर भी भिन्न होते हैं। इसलिए, एक ही सर्किट पैरामीटर का उपयोग विभिन्न इंटरफेस को मापने के लिए नहीं किया जा सकता है।
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