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LSU4.9优于LSU4.2的技术分析BOSCH公司最新推出的宽域氧传感器LSU4.9与早期的产品LSU4.2最大的不同是：LSU4.9的参考源为参考泵电流，而LSU4.2使用的是参考空气。
现在读者肯定有个疑问，什么是参考泵电流，什么又是参考空气呢，它们与LSU氧传感器有什么内在关系呢？接下来我讲一个发生在自动控制领域的一个真实的故事：BOSCH最初设计宽域氧传感器的时候参考室（reference air cell）用来提供一个固定的空燃比（AFR），废气通过扩散孔进入监测室，泵单元会从监测室中泵入或泵出氧，以维持参考室与监测室之间的氧浓度差在一个水平（电动势为0.45V）。
泵氧所消耗的泵电流大小就代表了空燃比信号。
泵电流越大，废气中的氧含量越高，反之亦然。
早期宽域氧传感器内部示意图如下：图1 早期宽域氧传感器内部构造图可见，参考空气的好坏直接影响了氧传感器的测量精度。
这种构造的氧传感器在实验室里表现良好，但在实际的汽车应用中就没那么理想了。
因为氧传感器周围的工作环境空气质量很差，参考室中的参考气体很容易被废气或其他污染源污染。
一旦参考气体被污染，氧传感器的特性曲线就会发生偏移，这种偏移在英文里叫做“Characteristic Shifted Down”，或者CSD，翻译成中文叫做特性曲线下移。
这是LSU4.2在使用过程中遇到的最大问题，BOSCH公司为此承担了很高的维修成本。
为了弥补LSU4.2的这个缺陷，BOSCH对氧传感器的内部构造进行了重新设计，就是我们现在经常使用的LSU4.9系列氧传感器。
它的参考源不再是参考空气，而是一个与固定空燃比等效的参考泵电流，在氧传感器内部不再有任何形式的自然气体。
所以最终的设计就变成：实际的泵电流与参考泵电流比较以保持监测室中的氧平衡。
而实际的泵电流依然能够代表空燃比信号，只不过参考源不再是参考气体，而是一个标定好的参考泵电流。
这个参考泵电流在任意的环境和时间里，都不会发生变化，这就保证了氧传感器的测量精度。
LSU4.9优于LSU4.2的技术分析BOSCH公司最新推出的宽域氧传感器LSU4.9与早期的产品LSU4.2最大的不同是：LSU4.9的参考源为参考泵电流，而LSU4.2使用的是参考空气。
现在读者肯定有个疑问，什么是参考泵电流，什么又是参考空气呢，它们与LSU氧传感器有什么内在关系呢？接下来我讲一个发生在自动控制领域的一个真实的故事：BOSCH 最初设计宽域氧传感器的时候参考室（reference air cell）用来提供一个固定的空燃比（AFR），废气通过扩散孔进入监测室，泵单元会从监测室中泵入或泵出氧，以维持参考室与监测室之间的氧浓度差在一个水平（电动势为0.45V）。
泵氧所消耗的泵电流大小就代表了空燃比信号。
泵电流越大，废气中的氧含量越高，反之亦然。
早期宽域氧传感器内部示意图如下：图1 早期宽域氧传感器内部构造图可见，参考空气的好坏直接影响了氧传感器的测量精度。
这种构造的氧传感器在实验室里表现良好，但在实际的汽车应用中就没那么理想了。
因为氧传感器周围的工作环境空气质量很差，参考室中的参考气体很容易被废气或其他污染源污染。
一旦参考气体被污染，氧传感器的特性曲线就会发生偏移，这种偏移在英文里叫做“Characteristic Shifted Down”，或者CSD，翻译成中文叫做特性曲线下移。
这是LSU4.2在使用过程中遇到的最大问题，BOSCH 公司为此承担了很高的维修成本。
为了弥补LSU4.2的这个缺陷，BOSCH对氧传感器的内部构造进行了重新设计，就是我们现在经常使用的LSU4.9系列氧传感器。
它的参考源不再是参考空气，而是一个与固定空燃比等效的参考泵电流，在氧传感器内部不再有任何形式的自然气体。
所以最终的设计就变成：实际的泵电流与参考泵电流比较以保持监测室中的氧平衡。
而实际的泵电流依然能够代表空燃比信号，只不过参考源不再是参考气体，而是一个标定好的参考泵电流。
这个参考泵电流在任意的环境和时间里，都不会发生变化，这就保证了氧传感器的测量精度。
空燃比分析仪产品简介：空燃比分析仪是一种测量尾气中燃料/空气比值（AFR：air fuel ratio）的高精度测试仪器。
美国ECOTRONS推出的新一代尾气测试仪器ALM-S，可以测量汽油、柴油、压缩天然气、液化石油气、沼气、甲醇、乙醇等燃料燃烧后的尾气排放浓度，实时将空燃比信号反馈到电脑控制单元（ECU），最终达到净化尾气排放、提高燃料的燃烧效率和增强发动机输出功率的目的。
广泛应用于环保部门、汽车摩托车制造厂和汽车维修企业等。
理论上来讲，以化学计量空燃比混合的空气可以和燃料可以正好完全燃烧完毕。
但这实际上无可能发生。
因为实际的缸内燃烧过程极短，以6000转/分的发动机来说，可能只有4-5毫秒（从电火花点火到空气、燃料完全混合即曲轴转角转过约80°时）。
汽车的主要尾气净化装置催化转换器被设计工作在空燃比接近化学计量空燃比的状况下，只有在此范围内尾气才能得到最大限度的净化。
然而，如果在高负荷状态下使用化学计量空燃比，其高温导致混合气爆炸（即爆震现象），产生的高温高压将可能使发动机部件严重损毁。
以此实际上化学计量空燃比只用在低负荷状况下。
在需要大扭矩（高负荷以及起步加速阶段）的情况下，则使用浓混合气（较低的空燃比），以降低燃烧温度（虽然这样效率和排放净化效果较差），防止爆震和汽缸头过热。
我们先介绍一下什么是空燃比：混合比混合比是最常见的一个概述性的词语，用来大概描述燃料和空气混合的比例这一概念。
[编辑]空燃比（AFR）在内燃机中，空燃比是关于混合比最常见的说法。
即燃烧此时空气与燃料的质量比。
汽油的化学计量空燃比大约为14.8，柴油大约为14.3。
[编辑]燃空比（FAR）燃空比这一术语多用于燃气轮机工业。
[编辑]过量空气系数过量空气系数（λ）是指实际空燃比与化学计量空燃比的比值。
即λ=1时为化学计量空燃比，λ<1时为浓混合气，λ>1时为稀混合气。
在知道化学计量空燃比的情况下，过量空气系数和空燃比两者可以互相换算：实际上，由于燃料的组分甚至燃料的种类会改变，即化学计量空燃比会变化，所以过量空气系数这一相对数值比空燃比这一绝对数值有意义。
Key Features• Reliable, self-cleaning VOC detector • Also includes CO, H 2S, LEL and O 2 sensors• Simple to operate • Easy to calibrate• Durable, weather-resistant rubber body• Datalogging included _and automatic • Big display with auto-backlight • Loud alarm • Bright red fl ashing LED alarms • Up to 16 hours of continuous operation• Interchangeable Lithium-ion and alkaline battery packs• Charging cradle doubles as an external battery charger• Powerful pump allows sample draws up to 100 feet (30 meters)• Low-fl ow pump alarmApplications• Re fi neries• Chemical processing• Water & wastewater facilities • Semiconductor manufacturing • Rail car and tank truck cleaning • Resin and nylon production • Underground storage • Sewer entries • Cable vaults • AgricultureThe typical con fi ned space monitormeasures oxygen, combustibles,carbon monoxide and hydrogen sul fi de. Will it keep you safe intoday ,s industrial environment? No.When doing confined space work today, you need the added broad-band protection of a PID.EntryRAEThe EntryRAE is a 4-gas monitor, plusphotoionization (PID) detector. Reliable, easy to operate, and simple to calibrate, the EntryRAE delivers added protection without added complexity.Simple, Modular, Durable PID RAE Systems is the leader in PIDs.Our plug & play, patented self-cleaning PID is the most reliable and durable PID available today.Why PID?Typical 4-gas monitors do not detect volatile organic compounds (VOCs). VOCs are combustible, and often toxic at levels far below 10% LEL. They are commonly found in:• Fuels, oils, degreasers • Industrial cleaners • Heat transfer fl uids • Solvents, paints• Plastics, resins, adhesives • Pesticides and herbicidesThese are common industrial compoundsyou fi nd in _ or bring into _a con fi ned space.LEL sensors can be poisioned by common chemicals, including:• Silicone compounds • Lead compounds • Sulfur compounds • PhosphatesJust a few parts per million of thesecompounds can degrade an LEL sensor. A PID detects VOCs!A PID is a reliable backup for your LEL sensor. Combine a PID and a 4-gas monitor and you have true protection from the unexpected.Affordable OSHA compliance plus reliable VOC protectionEntryRAECon fined Space Entry MonitorATEXMonitor only includes:• Monitor as speci fi ed • VOC sensor (PID)• CO, H 2S, LEL and O 2 sensors• Lithium-ion rechargeable calibration adapter battery • Alkaline battery adapter • 5 external fi lters • Charging cradle- 120 V wall charger, US plug, or 230 V wall charger, Euro plug • ProRAE Studio software package • Computer interface cable- RS232 to RS232 with USB adapter • Calibration adapter • User manual • Shipping caseOptional CSK II Calibration Kit• Hard transport case with pre-cut foam • Sampling wand with 15 feet (3 meters) of self-coiling Te fl on ® tubing • Tool kit• Four-gas mix – 34L (50% LEL, 20.9% O 2, 10 ppm, H 2S, 50 ppm CO)• Isobutylene – 34L (100 ppm, balance air)• Regulators and tubingTruck Mount (Accessory)• Cradle attachment for mounting on a wall • 12 V adapterAutoRAE Docking Station (Accessory)• Automated bump test and calibration system• Drop-in, pushbutton operationEntryRAESpeci fi cations *Sensor Speci fi cationsOngoing projects to enhance our products mean that these speci fi cationsare subject to change.D I S T R I BU T E D B Y :AutoRAE Docking StationTruck MountUK Office。
气体检测仪器的知识简介一、术语"Parts Per Million"（PPM）浓度测量单位，一般用于气体检测领域。
例如：混合空气中含有1PPM的硫化氢意味着每一百万单位体积的气体中含有一个单位体积的硫化氢。
爆炸门限（Flammable limits）其中又分为爆炸下限（Lower Explosive Level）和爆炸上限（Upper Explosive Level）。
LEL和UEL的单位通常是百分比，指在空气（或氧化剂）中含有某种气体的百分比。
在低于LEL的环境中因可燃气体太少而无法燃烧，当环境中的可燃气体的浓度高于UEL，那么会由于气体太多也不能燃烧。
各种可燃气体的LEL值和UEL值可在相关资料中获得。
阈值（Threshold Limit Values）（TLV）TLV表示的是当某种气体在空气中的含量小于这一阈值时，充分且持续暴露于该环境中的工人的健康不会受到损害。
参考这个值时必须以国家颁布的标准为准，且应采用最新的修正值。
TVL包括以下两部分：平均阈值（TLV-TWA）这个值表示环境中以时间加权的平均浓度值。
绝大多数工人按8小时每天，40小时每周的安排在这个环境中工作时，不会有健康方面的问题。
瞬时阈值（TLV-STEL）这个参数被定义为一个15分钟的加权平均值，在一个工作日的任意时刻工作场所中某种有害气体的浓度都不得超过其指定的阈值，即使在这一天中总的加权平均值达到了平均阈值。
一天当中超过平均阈值且低于瞬时阈值的次数不得大于4次，每次的持续时间必须小于15分钟。
危险浓度（IDLH）如果工人没戴防毒面具或者缺乏逃生经验，而工作环境中的气体浓度达到了危险浓度，那么30分钟的滞留会对人体造成永久性损害或削弱人体的健康程度（例如视力降低）。
RS485串行总线规定了双端电气接口形式，其标准是双端线传输信号。
如果其中一条线是逻辑1状态，另一条就为逻辑0。
因电压回路是双向差分的，故可抑制传输回路中的共模干扰，大大的改善通信性能。
浅析电喷汽车的宽量程氧传感器一、普通氧传感器的缺陷普通氧传感器一般有4根线，其中2根是加热线，第3根是信号线，另1根是接地线。
它是在陶瓷体两侧附着二氧化错涂层，在350℃或更高的温度下能传导氧离子，传感器两侧氧气的浓度差使两个表面之间产生电位差，且工作曲线非常陡峭，混合气在接近理论空燃比时，输出0.45V电压。
尾气稍微偏浓时，输出电压就突变为0.6V～0.9V；反之，尾气变稀后，输出电压突变为0.3V～0.1V（图1）,我们来分析一下：如果尾气进一步增浓，氧传感器的电压会不会再增加呢？0.9V的输出电压已经封顶，另外如果尾气进一步变稀，氧传感器的电压会不会再一次降低呢？0.1V的输出电压已经是谷底。
从上面分析来看，过浓与过稀的尾气对普通氧传感已无法测量。
0.1V～0.9V 的两状态电压信号已无法满足对汽车排放的控制。
它只能在混合气为14.7:1的理论空燃比下，在混合气燃烧后，对排放的尾气含氧量在比较狭窄的范围内进行检测，因此这是普通氧传感器的缺陷所在。
二、宽量程氧传感器的结构和工作为了克服普通氧传感器带来的缺陷，新一代宽量程氧传感器诞生了。
宽量程氧传感器的结构如图2所示。
图2它由1个普通窄范围浓差电压型氧传感器（氧化错参考电池、1个界限电流型氧传感器、氧化错泵电池）及扩散小孔、扩散室构成。
它需要一个专门设计的传感器控制器来控制其正常工作。
在图2中传感器控制器用A和B表示。
尾气通过扩散小孔进人扩散室，尾气可能是富油的浓混合气，也可能是富氧的稀混合气。
氧化错参考电池感知尾气的浓度后，产生电压Us，根据尾气浓度的不同，富油的浓混合气将产生高于参考电压UsRef的Us，传感器控制器将产生一个方向的泵电流Ip，该泵电流Ip将氧气泵入扩散室内进行化学分解反应，在废气中产生水和一氧化碳及一些氧化物，附着在泵氧元的表面。
在化学反应中将过多的碳氢化合物分解，从而降低了废气的浓度，使扩散室恢复到Us电压为0.45V的尾气含氧浓度的平衡状态。
空燃比分析仪与氧传感器的工作原理随着汽车市场的不断壮大，有越来越多的人从事汽车改装和维修工作。
空燃比分析仪作为一款测试混合气空燃比（AFR：Air Fuel Ratio）的专业工具，在汽车改装领域发挥着重要作用，市场上也出现多种类似产品。
接下来我将以市场上比较有代表性的空燃比分析仪为例，来介绍一下此款产品的工作原理，广大汽车爱好者和改装维修人员可以参考一下，更好的选择适合自己的那款产品。
介绍空燃比分析仪，就不得不从氧传感器说起。
1、氧传感器的功能测定发动机排气中氧气含量，确定混合气（燃料+空气）是否完全燃烧。
2、氧传感器的分类以及原理按材料分，分为能够产生电动势变化的氧化锆型（ZrO2）和能够产生电阻变化的氧化钛（TiO2）型。
氧化锆（ZrO2）型氧传感器的工作原理将ZrO2烧结成试管装并在内测和外侧镀有白金电极，其内测注入大气并使氧浓度保持一定，而外侧则处于接触排气的状态。
当内外层产生浓度差时，氧离子从氧浓度高的一侧向低的一侧流动，从而产生电动势。
氧化钛（TiO2）型氧传感器工作原理氧化钛（TiO2）在大气中具有绝缘性，而在某一温度以上时，钛和氧之家的结合性减弱，在氧气极少的状态下出现脱氧，变成低电阻的氧化半导体。
脱氧的氧化钛的电阻迅速下降。
但是，在存在氧气的环境汇总，它又能重新获取氧气，所以，电阻值又可以恢复到原来的值。
按工作测量范围分，分为宽域型氧传感器和窄域型氧传感器窄域型氧传感器能够测量过量空气系数（λ）大于1或小于1，即混合气是浓还是稀，但是浓多少货稀多少，窄域氧传感器是检测不出来。
宽域氧传感器能够测量混合气λ=0.5-∞，接下来我会重点介绍一下宽域型氧传感器的工作原理。
3、宽域型氧传感器的工作原理这里之所以要重点介绍宽域型氧传感器，是因为这种氧传感器是空燃比分析仪的核心部件，空燃比分析仪输出的空燃比信号都是通过宽域氧传感器获取的。
本文基于BOSCH公司的LSU宽域氧传感器为例，介绍其工作原理。
