Szukając informacji dla czujnika PS-CCT5 stosowanych w instalacjach gazowych spotykamy się z szumem informacyjnym.
Te zamieszanie informacyjne oraz przekłamania umieszczone w różnych źródłach internetowych było impulsem do napisania tego artykułu dotyczącego czujników ciśnienia absolutnego stosowanych w naszych instalacjach LPG.
Artykuł nie opisuje MAP sensorów współczesnych silników, ponieważ ten temat jest tak obszerny, że powinien powstać niezależny artykuł w tym temacie.
Dla przykładu można podać tu czujniki ciśnienia absolutnego w kolektorze dolotowym, np. zastosowanym przez firmę Ford, w których sygnał wyjściowy jest sygnałem typu częstotliwościowego (błędnie nazywany cyfrowym).
W linku przykład charakterystyki tego czujnika: Map sensor output frequency
Rodzaje czujników
Wartość ciśnienia atmosferycznego jest zmienna i zależna od warunków pogodowych, ponadto stosowanie takich czujników w różnych rejonach np. Gdańsk lub Zakopane powodowałaby dodatkowe zakłócenie wpływające na wynik pomiaru wynikające z różnic ciśnienia atmosferycznego,
gdzie na każde 100m npm przyjmuje się zmianę o 11Pa. Rozwiązaniem tego problemu jest zastosowanie czujników ciśnienia absolutnego, które zredukowało wpływ pogody oraz lokalizacji npm na dokładność pracy układu sterowania silnika.
Czujnik ciśnienia absolutnego w układzie dolotowym silnika popularnie nazywamy „MAP-sensorem", w języku angielskim oznaczany jest, jako „MAP-sensor”, lub „MAP” to skrótem od słów „Manifold Absolute Pressure” tłumaczony, jako „Ciśnienie bezwzględne w kolektorze”.
Zatem spoglądając na dzisiejsze instalacje gazowe możemy zaobserwować, że producenci dostarczają coraz więcej rodzajów czujników typu MAP sensor, które stosowane w instalacjach gazowych mierzą wartość dla ciśnienia absolutnego.
Ilustracja poniżej nie obrazuje zapewne wszystkich dostępnych czujników MAP sensorów w naszych instalacjach gazowych, jednakże zostały tu zebrane te najbardziej popularne.
Pierwsza różnica wynika już z konstrukcji obudowy i polega na zastosowaniu króćców pomiarowych przelotowych lub zakończonych czujnikami zarówno dla pomiaru ciśnienia jak i podciśnienia.
Np. MAP sensor PS-CTT2 posiada króćce nieprzelotowe, a już PS-CTT6 oba przelotowe.
Druga różnica to zastosowanie wyodrębnionego pomiaru temperatury na dodatkowym kablu (czujniki ze złączem 4 pinowym) lub umieszczonego na złączu 5 pinowym lub całkowicie bez zintegrowanego pomiaru z MAP sensorem.
Zasada działania
Czujnik ciśnienia absolutnego zainstalowany w instalacjach gazowych służy do pomiaru wartości podciśnienia i ciśnienia gazu oraz dla niektórych typów również i temperatury gazu.
Przyglądając się czujnikowi PS-CCT4 widzimy dwa króćce pomiarowe nieprzelotowe (po jednym z każdej strony płytki) dla pomiaru ciśnienia gazu oraz podciśnienia w instalacji samochodu oraz dodatkowo wyprowadzony kabelek do pomiaru temperatury dostarczanego gazu.
W czujnikach PS-CCT6 oraz innych nowszych czujnik ten został podłączony już pod złączę 5 pinowe.
Czujniki ciśnienia mierzą wartość absolutną ciśnienia gazu w zakresie od 20 do 400kPa odwzorowując ją sygnałem wyjściowym w wartościach na wyjściu Vout w postaci napięcia 0,2 – 4,8V DC.
Przyglądając się charakterystyce sygnału wyjściowego Vout mierzonego ciśnienia widzimy, że jest on liniowy i zależny od wartości przyrastającego ciśnienia gazu lub podciśnienia.
Powyższy wykres dla czujnika ciśnienia absolutnego w instalacji gazowej mierzy wartość ciśnienia od 20 do 400kPa z sensorem MPXH6400A.
Została tu przedstawiona skala absolutna do określania ciśnienia względem ciśnienia w próżni oraz dla porównania skala względna ciśnienia gdzie wartość ciśnienia atmosferycznego jest zawsze przyjmowana, jako zero.
Na osi X wyskalowany został sygnał wyjściowy Vout z czujnika, który odpowiada w wartościach napięciowych przyrostowi ciśnienia.
Już z tego wykresu można wywnioskować, że dla ciśnienia atmosferycznego wartość odczytu z czujnika wymontowanego i zasilonego powinna wynosić około 1,1 do 1,2 V.
Rzut oka do wnętrza.
Każdy z dostępnych na potrzeby artykułu MAP sensorów, który został rozmontowany był zbudowany na bazie chipa MPXH6400A, (20 to 400 kPa, Absolute, Integrated Pressure Sensor).
MAP sensory stosowane w instalacjach gazowych zostały wyposażone w dwa takie czujniki, które mierzą podciśnienie w instalacji samochodu oraz ciśnienie gazu.
Same chipy są zasilane zawsze napięciem 5VDC zaś czujnik MAP sensor może być zasilany napięciem 5VDC lub 12VDC w zależności od zastosowanego typu.
W chipie MPXH6400A na wyjściach Vout wystawiany jest proporcjonalny sygnał analogowy dla przyrastającego ciśnienia gazu lub podciśnienia.
Sam chip MPXH6400A jest dostępny na Ali za około 6 $ i jest wiele poradników dot. ich wymiany.
Powyżej MAP sensor bez pomiaru temperatury z dwoma czujnikami ciśnienia.
Układ scalony obok sensora ciśnienia to MC78L05 stabilizator napięcia stosowany do zasilania MPXH6400A. Przegląd dostępnych zdjęć płytek pokazuje , że stabilizator nie zawsze jest instalowany. W mojej instalacji MAP sensor jest bez układu stabilizującego, a zmierzone napięcie zasilania wynosi 5V i jest bezpośrednio podawane ze złącza sterownika gazu.
Czujnika temperatury gazu to termistor NTC typ NTCM-4K7-B3470 SR PASSIVES, którego wartość dla temperatury 25C wynosi 4,7 kΩ ±1%.
Jak wiadomo czujnik rezystancyjny NTC dla rosnącej temperatury ma charakterystyką rezystancji malejącą.
Spoglądając w tabelę charakterystyki takiego czujnika widzimy w załączonym poniżej tabeli, że dla temperatury od 10C do 35C jego rezystancja spada z 8,5 do 3,2 kΩ.
Dla osób wykonujących pomiar w innym zakresie niż prezentowany poniżej w tabeli załączam link do charakterystyki tego termistora.
NTCM-4K7-B3470
Czujnik jest osadzony w gnieździe w obudowie MAP sensora „zanurzony“ w paście termoprzewodzącej o stosunkowo dużym przewodnictwem cieplnym.
Wybrany zakres charakterystyki temperatury termistora NTC 4,7 kΩ.
Diagnostyka w stanie wymontowanym.
Oczywiście pierwsze narzędzie diagnostyczne dla MAP sensorów to program dedykowany do instalacji gazowej, który wyświetli wartość ciśnień i temperatury medium już po podaniu zasilania.
Przykładem jest program DIEGO, który już na pierwszym ekranie wyświetla te trzy wartości.
Przykład widok okna odczyty w programie Diego.
Dla osób nieposiadających programu, aczkolwiek ten jest prostszy do ściągnięcia z sieci niż dostęp do kabla ze złączem diagnostycznym proponuję diagnostykę MAP sensora multimetrem.
Chcąc zweryfikować czujnik termistora multimetrem mierzymy wartość rezystancji pomiędzy przewodem (lub złączem) do pin „GND” MAP sensora.
Wartość wyrażoną w kΩ należy porównać z załączona powyżej tabelką odnosząc się do temperatury otoczenia podczas pomiaru. Sprawny termorezystor będzie miał rezystancje w zakresie tolerancji ±1% (patrz tabela).
Pomiar sprawności samych czujników chipie MPXH6400A gazu lub podciśnienia zalecam wykonać na oryginalnej wtyczce podłączonej do instalacji samochodu, ponieważ występują MAP sensory zasilane napięciem 5VDC lub 12VDC.
Tu na wymontowanym MAP sensorze mierzymy woltomierzem do złącza „GND” wartość napięcia z pinów Vout "Gaz" i Podciśnienie".
Wartość pomierzonego sygnału napięciowego powinien wynosić 1,1V do 1,2 VDC dla sprawnego czujnika, a stosując rurkę i własne płuca można zaobserwować zmiany wartości napięcia rosnące dla przyrastającego ciśnienia oraz malejące dla podciśnienia.
Jak chip MPXH6400A jest testowany w fabryce i co go uszkadza?
Jak podaje producent chipy pomiarowe przechodzą testy reprezentatywne dla przyspieszonego testu trwałości trwającego 10 lat.
Producent umieszcza go w temperaturze 125 ° C przez 1000 godzin przy pełnym obciążeniu napięcia lub dla 60 ° C przy 90% względnej wilgotność przez 1000 godz.
Producent również informuje, że czujnik jest wrażliwy na media korozyjne lub kontakt bezpośredni z mediami niekorozyjnymi ale płynnymi.
Również zabrudzenia, które dostają się do czujnika, który został zainstalowany króćcem pomiarowym do dołu mogą wpływać bezpośrednio na skrócenie wskaźnika niezawodności MTBF.
Przepływający gaz zabiera wówczas z sobą drobne zabrudzenia, które osadzają się na sensorze MPXH6400A stopniowo go uszkadzając.
Dyskusja i wnioski
Zatem przyglądając się wszystkim dostępnym zdjęciom z wnętrz MAP sensorów stosowanych w instalacjach LPG na stronach www można postawić tezę,
że wymiana dowolnego MAP sensora w instalacji gazowej na inny sprawny to tylko kwestia weryfikacji posiadanego zamiennika wg napięć zasilania 5VDC czy 12VDC oraz odpowiedniego okablowania nowe wtyczki.
Jeżeli wewnątrz znajduje się chip MPXH6400A oraz termistor NTC NTCM-4K7-B3470 SR PASSIVES to taki MAP sensor powinien podjąć prace w instalacji gazowej bez dodatkowej pracy związanej z przeprowadzaniem auto-kalibracji.
Pozdrawiam Jotko
Jeżeli można coś dodać lub zmienić to proszę o informację, a umieszczę bezpośrednio w artykule.
Poprawiono uwzględniając uwagi z pierwszego postu poniżej.
Te zamieszanie informacyjne oraz przekłamania umieszczone w różnych źródłach internetowych było impulsem do napisania tego artykułu dotyczącego czujników ciśnienia absolutnego stosowanych w naszych instalacjach LPG.
Artykuł nie opisuje MAP sensorów współczesnych silników, ponieważ ten temat jest tak obszerny, że powinien powstać niezależny artykuł w tym temacie.
Dla przykładu można podać tu czujniki ciśnienia absolutnego w kolektorze dolotowym, np. zastosowanym przez firmę Ford, w których sygnał wyjściowy jest sygnałem typu częstotliwościowego (błędnie nazywany cyfrowym).
W linku przykład charakterystyki tego czujnika: Map sensor output frequency
Rodzaje czujników
Wartość ciśnienia atmosferycznego jest zmienna i zależna od warunków pogodowych, ponadto stosowanie takich czujników w różnych rejonach np. Gdańsk lub Zakopane powodowałaby dodatkowe zakłócenie wpływające na wynik pomiaru wynikające z różnic ciśnienia atmosferycznego,
gdzie na każde 100m npm przyjmuje się zmianę o 11Pa. Rozwiązaniem tego problemu jest zastosowanie czujników ciśnienia absolutnego, które zredukowało wpływ pogody oraz lokalizacji npm na dokładność pracy układu sterowania silnika.
Czujnik ciśnienia absolutnego w układzie dolotowym silnika popularnie nazywamy „MAP-sensorem", w języku angielskim oznaczany jest, jako „MAP-sensor”, lub „MAP” to skrótem od słów „Manifold Absolute Pressure” tłumaczony, jako „Ciśnienie bezwzględne w kolektorze”.
Zatem spoglądając na dzisiejsze instalacje gazowe możemy zaobserwować, że producenci dostarczają coraz więcej rodzajów czujników typu MAP sensor, które stosowane w instalacjach gazowych mierzą wartość dla ciśnienia absolutnego.
Ilustracja poniżej nie obrazuje zapewne wszystkich dostępnych czujników MAP sensorów w naszych instalacjach gazowych, jednakże zostały tu zebrane te najbardziej popularne.
Pierwsza różnica wynika już z konstrukcji obudowy i polega na zastosowaniu króćców pomiarowych przelotowych lub zakończonych czujnikami zarówno dla pomiaru ciśnienia jak i podciśnienia.
Np. MAP sensor PS-CTT2 posiada króćce nieprzelotowe, a już PS-CTT6 oba przelotowe.
Druga różnica to zastosowanie wyodrębnionego pomiaru temperatury na dodatkowym kablu (czujniki ze złączem 4 pinowym) lub umieszczonego na złączu 5 pinowym lub całkowicie bez zintegrowanego pomiaru z MAP sensorem.
Zasada działania
Czujnik ciśnienia absolutnego zainstalowany w instalacjach gazowych służy do pomiaru wartości podciśnienia i ciśnienia gazu oraz dla niektórych typów również i temperatury gazu.
Przyglądając się czujnikowi PS-CCT4 widzimy dwa króćce pomiarowe nieprzelotowe (po jednym z każdej strony płytki) dla pomiaru ciśnienia gazu oraz podciśnienia w instalacji samochodu oraz dodatkowo wyprowadzony kabelek do pomiaru temperatury dostarczanego gazu.
W czujnikach PS-CCT6 oraz innych nowszych czujnik ten został podłączony już pod złączę 5 pinowe.
Czujniki ciśnienia mierzą wartość absolutną ciśnienia gazu w zakresie od 20 do 400kPa odwzorowując ją sygnałem wyjściowym w wartościach na wyjściu Vout w postaci napięcia 0,2 – 4,8V DC.
Przyglądając się charakterystyce sygnału wyjściowego Vout mierzonego ciśnienia widzimy, że jest on liniowy i zależny od wartości przyrastającego ciśnienia gazu lub podciśnienia.
Powyższy wykres dla czujnika ciśnienia absolutnego w instalacji gazowej mierzy wartość ciśnienia od 20 do 400kPa z sensorem MPXH6400A.
Została tu przedstawiona skala absolutna do określania ciśnienia względem ciśnienia w próżni oraz dla porównania skala względna ciśnienia gdzie wartość ciśnienia atmosferycznego jest zawsze przyjmowana, jako zero.
Na osi X wyskalowany został sygnał wyjściowy Vout z czujnika, który odpowiada w wartościach napięciowych przyrostowi ciśnienia.
Już z tego wykresu można wywnioskować, że dla ciśnienia atmosferycznego wartość odczytu z czujnika wymontowanego i zasilonego powinna wynosić około 1,1 do 1,2 V.
Rzut oka do wnętrza.
Każdy z dostępnych na potrzeby artykułu MAP sensorów, który został rozmontowany był zbudowany na bazie chipa MPXH6400A, (20 to 400 kPa, Absolute, Integrated Pressure Sensor).
MAP sensory stosowane w instalacjach gazowych zostały wyposażone w dwa takie czujniki, które mierzą podciśnienie w instalacji samochodu oraz ciśnienie gazu.
Same chipy są zasilane zawsze napięciem 5VDC zaś czujnik MAP sensor może być zasilany napięciem 5VDC lub 12VDC w zależności od zastosowanego typu.
W chipie MPXH6400A na wyjściach Vout wystawiany jest proporcjonalny sygnał analogowy dla przyrastającego ciśnienia gazu lub podciśnienia.
Sam chip MPXH6400A jest dostępny na Ali za około 6 $ i jest wiele poradników dot. ich wymiany.
Powyżej MAP sensor bez pomiaru temperatury z dwoma czujnikami ciśnienia.
Układ scalony obok sensora ciśnienia to MC78L05 stabilizator napięcia stosowany do zasilania MPXH6400A. Przegląd dostępnych zdjęć płytek pokazuje , że stabilizator nie zawsze jest instalowany. W mojej instalacji MAP sensor jest bez układu stabilizującego, a zmierzone napięcie zasilania wynosi 5V i jest bezpośrednio podawane ze złącza sterownika gazu.
Czujnika temperatury gazu to termistor NTC typ NTCM-4K7-B3470 SR PASSIVES, którego wartość dla temperatury 25C wynosi 4,7 kΩ ±1%.
Jak wiadomo czujnik rezystancyjny NTC dla rosnącej temperatury ma charakterystyką rezystancji malejącą.
Spoglądając w tabelę charakterystyki takiego czujnika widzimy w załączonym poniżej tabeli, że dla temperatury od 10C do 35C jego rezystancja spada z 8,5 do 3,2 kΩ.
Dla osób wykonujących pomiar w innym zakresie niż prezentowany poniżej w tabeli załączam link do charakterystyki tego termistora.
NTCM-4K7-B3470
Czujnik jest osadzony w gnieździe w obudowie MAP sensora „zanurzony“ w paście termoprzewodzącej o stosunkowo dużym przewodnictwem cieplnym.
Wybrany zakres charakterystyki temperatury termistora NTC 4,7 kΩ.
Diagnostyka w stanie wymontowanym.
Oczywiście pierwsze narzędzie diagnostyczne dla MAP sensorów to program dedykowany do instalacji gazowej, który wyświetli wartość ciśnień i temperatury medium już po podaniu zasilania.
Przykładem jest program DIEGO, który już na pierwszym ekranie wyświetla te trzy wartości.
Przykład widok okna odczyty w programie Diego.
Dla osób nieposiadających programu, aczkolwiek ten jest prostszy do ściągnięcia z sieci niż dostęp do kabla ze złączem diagnostycznym proponuję diagnostykę MAP sensora multimetrem.
Chcąc zweryfikować czujnik termistora multimetrem mierzymy wartość rezystancji pomiędzy przewodem (lub złączem) do pin „GND” MAP sensora.
Wartość wyrażoną w kΩ należy porównać z załączona powyżej tabelką odnosząc się do temperatury otoczenia podczas pomiaru. Sprawny termorezystor będzie miał rezystancje w zakresie tolerancji ±1% (patrz tabela).
Pomiar sprawności samych czujników chipie MPXH6400A gazu lub podciśnienia zalecam wykonać na oryginalnej wtyczce podłączonej do instalacji samochodu, ponieważ występują MAP sensory zasilane napięciem 5VDC lub 12VDC.
Tu na wymontowanym MAP sensorze mierzymy woltomierzem do złącza „GND” wartość napięcia z pinów Vout "Gaz" i Podciśnienie".
Wartość pomierzonego sygnału napięciowego powinien wynosić 1,1V do 1,2 VDC dla sprawnego czujnika, a stosując rurkę i własne płuca można zaobserwować zmiany wartości napięcia rosnące dla przyrastającego ciśnienia oraz malejące dla podciśnienia.
Jak chip MPXH6400A jest testowany w fabryce i co go uszkadza?
Jak podaje producent chipy pomiarowe przechodzą testy reprezentatywne dla przyspieszonego testu trwałości trwającego 10 lat.
Producent umieszcza go w temperaturze 125 ° C przez 1000 godzin przy pełnym obciążeniu napięcia lub dla 60 ° C przy 90% względnej wilgotność przez 1000 godz.
Producent również informuje, że czujnik jest wrażliwy na media korozyjne lub kontakt bezpośredni z mediami niekorozyjnymi ale płynnymi.
Również zabrudzenia, które dostają się do czujnika, który został zainstalowany króćcem pomiarowym do dołu mogą wpływać bezpośrednio na skrócenie wskaźnika niezawodności MTBF.
Przepływający gaz zabiera wówczas z sobą drobne zabrudzenia, które osadzają się na sensorze MPXH6400A stopniowo go uszkadzając.
Dyskusja i wnioski
Zatem przyglądając się wszystkim dostępnym zdjęciom z wnętrz MAP sensorów stosowanych w instalacjach LPG na stronach www można postawić tezę,
że wymiana dowolnego MAP sensora w instalacji gazowej na inny sprawny to tylko kwestia weryfikacji posiadanego zamiennika wg napięć zasilania 5VDC czy 12VDC oraz odpowiedniego okablowania nowe wtyczki.
Jeżeli wewnątrz znajduje się chip MPXH6400A oraz termistor NTC NTCM-4K7-B3470 SR PASSIVES to taki MAP sensor powinien podjąć prace w instalacji gazowej bez dodatkowej pracy związanej z przeprowadzaniem auto-kalibracji.
Pozdrawiam Jotko
Jeżeli można coś dodać lub zmienić to proszę o informację, a umieszczę bezpośrednio w artykule.
Poprawiono uwzględniając uwagi z pierwszego postu poniżej.
Cool? Ranking DIY
