Датчик «климат-контроль» — конструкция и принцип действия

Применение
Датчик «климат-контроль» (CCS) измеряет содержание диоксида углерода (С02) в воздухе салона. Повышенное содержание углекислого газа может стать причиной усталости, плохого самочувствия и физического недомогания, а также является индикатором использованного воздуха в салоне. Датчик дает возможность осуществлять вентилирование автомобиля в случае необходимости. С его помощью можно добиться значительного снижения энергозатрат при работе автомобильной климатической установки за счет использования уже вентилированного воздуха и соответственно сэкономить топливо. Качество кондиционирования вследствие такого регулирования не ухудшается. В автомобилях, которые оснащены современной климатической установкой R744, датчик может также использоваться для определения утечки в охлаждающем контуре, поскольку это также является причиной повышения содержания углекислого газа в салоне.

sensor_climate_scr1

Конструкция и принцип действия
Для датчика «климат-контроль» используется спектроскопическое измерение газа (рис. 1а). Концентрация С02 измеряется с помощью абсорбции, зависящей от длины волны инфракрасного излучения. Широкополосное инфракрасное излучение, вырабатываемое термическим источником (1), проходит через кювету, пропускающую воздух, в которой абсорбируется часть излучения от С02 (4), содержащегося в воздухе. Остаточное излучение регистрируется микроструктурированным инфракрасным детектором (3), разработанным специально для этой цели, и преобразуется в электрическое напряжение. Детектор вырабатывает электрическое напряжение, величина которого зависит от проявляющейся интенсивности излучения. Он имеет измерительный канал, который корректируется по линии абсорбции С02 (4,26 мкм) с помощью оптического фильтра, и эталонный канал (4,0 мкм), на который не влияют газы или водяной пар. Путем выполнения эталонного измерения гарантируется продолжительная стабильность датчика. Сигналы инфракрасного детектора обрабатываются в ASIC. Предварительная обработка сигнала и реализация цифрового интерфейса LIN или другого интерфейса осуществляются в микроконтроллере. Через интерфейс датчик сообщается с механизмом управления климатом в автомобиле. Он управляет заслонками климатической системы и регулирует поступление атмосферного воздуха в салон автомобиля. Датчик измеряет содержание С02 в воздухе салона автомобиля 0…3 % (об.) с разрешением < 0,02 % (об.). Частота измерений составляет 1 Гц, а время срабатывания — менее 10 с. На рис. lb отображается цифровой выходной сигнал датчика при плавном повышении концентрации С02 в течение 40 минут. При необходимости датчик может дополнительно измерять температуру и влажность воздуха.