द्रव्यमान प्रवाह सेंसर

द्रव्यमान (वायु) प्रवाह सेंसर (MAF) सेंसर है जिसका उपयोग ईंधन-इंजेक्टेड आंतरिक दहन इंजन में प्रवेश करने वाली वायु के द्रव्यमान प्रवाह दर को निर्धारित करने के लिए किया जाता है।

इंजन नियंत्रण इकाई (ईसीयू) को संतुलित करने और इंजन तक सही ईंधन द्रव्यमान पहुंचाने के लिए वायु द्रव्यमान की जानकारी आवश्यक है। वायु तापमान और दबाव के साथ अपना घनत्व परिवर्तित करती है। ऑटोमोटिव अनुप्रयोगों में, वायु का घनत्व परिवेश के तापमान, ऊंचाई और विवश प्रेरण के उपयोग के साथ परिवर्तित करता रहता है, जिसका अर्थ है कि प्रत्येक सिलेंडर में सेवन, वायु की मात्रा निर्धारित करने के लिए वॉल्यूमेट्रिक प्रवाह सेंसर की तुलना में द्रव्यमान प्रवाह सेंसर अधिक उपयुक्त होते हैं।

ऑटोमोटिव इंजनों पर उपयोग में आने वाले दो सामान्य प्रकार के मास एयरफ्लो सेंसर हैं। ये वेन मीटर और हॉट वायर हैं। कोई भी डिज़ाइन ऐसी प्रौद्योगिकी का उपयोग नहीं करता है जो सीधे वायु द्रव्यमान को मापती हो। चूंकि, अतिरिक्त सेंसर और इनपुट के साथ, इंजन का ईसीयू सेवन वायु की द्रव्यमान प्रवाह दर निर्धारित कर सकता है।

दोनों दृष्टिकोण लगभग विशेष रूप से इलेक्ट्रॉनिक [[ईंधन इंजेक्शन]] (ईएफआई) इंजन पर उपयोग किए जाते हैं। दोनों सेंसर डिज़ाइन 0.0-5.0 वोल्ट या पल्स चौड़ाई उतार - चढ़ाव (पीडब्लूएम) सिग्नल का आउटपुट देते हैं जो वायु द्रव्यमान प्रवाह दर के लिए आनुपातिक है, और दोनों सेंसर में अधिकांश पोस्ट के लिए उनके आवास में सेवन वायु तापमान (आईएटी) सेंसर सम्मिलित होता है- ऑन-बोर्ड डायग्नोस्टिक्स (ओबीडीआईआई) वाहन। 1996 से पूर्व के वाहनों में आईएटी के बिना एमएफ़ हो सकता था। उदाहरण 1994 इनफिनिटी Q45 है।

जब एमएएफ सेंसर का उपयोग प्राणवायु संवेदक के साथ किया जाता है, तो इंजन के वायु/ईंधन अनुपात को अधिक त्रुटिहीन रूप से नियंत्रित किया जा सकता है। एमएएफ सेंसर ईसीयू को ओपन-लूप नियंत्रक अनुमानित वायु प्रवाह जानकारी (मापा गया वायु प्रवाह) प्रदान करता है, और ऑक्सीजन सेंसर अनुमानित वायु द्रव्यमान में साधारण सुधार करने के लिए इलेक्ट्रॉनिक फीडबैक लूप प्रदान करता है। मैनिफोल्ड एब्सोल्यूट प्रेशर सेंसर (मैप सेंसर) भी देखें। लगभग 2012 से, कुछ एमएएफ सेंसर में आर्द्रतामापी सम्मिलित है।

मूविंग वेन मीटर
वीएएफ (वॉल्यूम एयर फ्लो) सेंसर वेरिएबल रेसिस्टर से जुड़े स्प्रिंग (डिवाइस)-लोडेड एयर वेन (फ्लैप/डोर) के साथ इंजन में वायु प्रवाह को मापता है। फलक वायु प्रवाह के अनुपात में चलता है। पोटेंशियोमीटर पर वोल्टेज लगाया जाता है और वेन के घूमने के कोण के आनुपातिक पोटेंशियोमीटर के आउटपुट टर्मिनल पर वोल्टेज दिखाई देता है, या वेन की गति सीधे ईंधन इंजेक्शन की मात्रा को नियंत्रित कर सकती है, जैसा कि के- जेट्रोनिक प्रणाली में होता है।

कई वीएएफ सेंसर में वायु-ईंधन समायोजन पेंच होता है, जो वीएएफ सेंसर के किनारे छोटे वायु मार्ग को खोलता या विवृत करता है। यह पेंच वायु-ईंधन मिश्रण को नियंत्रित करता है, जिससे वायु की मीटरी हुई मात्रा वायु फ्लैप के पार प्रवाहित होती है, जिससे मिश्रण समृद्ध हो जाता है। स्क्रू को दक्षिणावर्त घुमाकर मिश्रण को समृद्ध किया जाता है और वामावर्त घुमाकर मिश्रण को झुकाया जाता है।

फलक इसके विरुद्ध वायु प्रवाह के खिंचाव (भौतिकी) के कारण चलता है; यह सीधे आयतन या द्रव्यमान को मापता नहीं है। ड्रैग बल वायु घनत्व (वायु घनत्व वायु तापमान पर निर्भर करता है), वायु वेग और फलक के आकार पर निर्भर करता है, ड्रैग समीकरण देखें। कुछ वीएएफ सेंसर में अतिरिक्त इनटेक एयर तापमान सेंसर (आईएटी सेंसर) सम्मिलित होता है जो इंजन ईसीयू को वायु के घनत्व और तदनुसार ईंधन वितरण की गणना करने की अनुमति देता है।

वेन मीटर दृष्टिकोण में कुछ कमियाँ हैं:
 * यह वायु प्रवाह को प्रतिबंधित करता है जो इंजन आउटपुट को सीमित करता है।
 * इसके गतिशील विद्युत या यांत्रिक संपर्क घिस सकते हैं।
 * सीमित इंजन डिब्बे के अंदर उपयुक्त माउंटिंग स्थान का शोध समस्याग्रस्त है।
 * फलक को गुरुत्वाकर्षण के संबंध में उन्मुख किया जाना चाहिए।
 * कुछ निर्माताओं में ईंधन पंप नियंत्रण भी वीएएफ आंतरिक वायरिंग का भाग था।

हॉट वायर सेंसर (एमएएफ)
हॉट वायर मास एयरफ्लो सेंसर इंजन के वायु सेवन प्रणाली में प्रवाहित होने वाली वायु के द्रव्यमान को निर्धारित करता है। हॉट वायर मास एयरफ्लो सेंसर के संचालन का सिद्धांत एनीमोमीटर हॉट-वायर एनीमोमीटर (जो वायु वेग निर्धारित करता है) के समान है। यह वायर के ऊपर वोल्टेज नियामक लगाकर, टोस्टर तार के जैसे, इंजन की वायु धारा में निलंबित तार को गर्म करके प्राप्त किया जाता है। जैसे-जैसे तार का तापमान बढ़ता है, तार का विद्युत प्रतिरोध बढ़ता है, जो ओम के नियम के अनुसार, सर्किट के माध्यम से प्रवाहित होने वाली विद्युत धारा को परिवर्तित करता है। जब वायु तार के पार प्रवाहित होती है, तो तार ठंडा हो जाता है, जिससे उसका प्रतिरोध कम हो जाता है, जिसके परिणामस्वरूप सर्किट के माध्यम से अधिक धारा प्रवाहित होती है, क्योंकि आपूर्ति वोल्टेज  स्थिर है। जैसे-जैसे अधिक धारा प्रवाहित होती है, तार का तापमान तब तक बढ़ता है जब तक प्रतिरोध ततश्चात से संतुलन तक नहीं पहुंच जाता। धारा में वृद्धि या कमी तार के पार प्रवाहित होने वाली वायु के द्रव्यमान के समानुपाती होती है। एकीकृत इलेक्ट्रॉनिक सर्किट आनुपातिक माप को आनुपातिक वोल्टेज में परिवर्तित करता है जिसे ईसीयू को भेजा जाता है। यदि दबाव बढ़ने या तापमान में गिरावट के कारण वायु का घनत्व बढ़ता है, किन्तु वायु की मात्रा स्थिर रहती है, तो घनी वायु तार से अधिक गर्मी विस्थापित कर देगी जो उच्च द्रव्यमान वायु प्रवाह का संकेत देती है। वेन मीटर के पैडल सेंसिंग तत्व के विपरीत, गर्म तार सीधे वायु घनत्व पर प्रतिक्रिया करता है। इस सेंसर की क्षमताएं गैसोलीन दहन प्रक्रिया का समर्थन करने के लिए उपयुक्त हैं जो मूल रूप से वायु द्रव्यमान पर प्रतिक्रिया करती है, न कि वायु मात्रा पर। (स्तुईचिओमेटरी देखें।)

यह सेंसर कभी-कभी मिश्रण स्क्रू का उपयोग करता है, किन्तु यह स्क्रू पूर्ण रुप से इलेक्ट्रॉनिक है और एयर बाईपास स्क्रू के अतिरिक्त वैरिएबल रेसिस्टर (पोटेंशियोमीटर) का उपयोग करता है। वांछित परिणाम प्राप्त करने के लिए पेंच को अधिक घुमावों की आवश्यकता होती है। इनमें से कुछ सेंसरों पर हॉट वायर बर्न-ऑफ क्लीनिंग सर्किट कार्यरत है। वाहन को एक या दो सेकंड के लिए विवृत करने के पश्चात बर्न-ऑफ रिले प्लैटिनम गर्म तार के माध्यम से उच्च धारा प्रारम्भ करता है, जिससे प्लैटिनम गर्म तार तत्व पर चिपके किसी भी दूषित पदार्थ को जला दिया जाता है या वाष्पीकृत कर दिया जाता है।

हॉट फिल्म एमएएफ सेंसर कुछ सीमा तक हॉट वायर एमएएफ सेंसर के समान कार्य करता है, किन्तु इसके अतिरिक्त यह सामान्यतः आवृत्ति सिग्नल आउटपुट करता है। यह सेंसर गर्म तार के अतिरिक्त गर्म फिल्म-ग्रिड का उपयोग करता है। यह सामान्यतः 1980 के दशक के अंत और 1990 के दशक की प्रारम्भ में ईंधन-इंजेक्टेड वाहनों में पाया जाता है। आउटपुट आवृत्ति इंजन में प्रवेश करने वाले वायु द्रव्यमान के सीधे आनुपातिक है। तो जैसे-जैसे द्रव्यमान प्रवाह बढ़ता है वैसे-वैसे आवृत्ति भी बढ़ती है। ये सेंसर आंतरिक विद्युत विफलताओं के कारण रुक-रुक कर समस्याएँ उत्पन्न करते हैं। इन सेंसरों की आउटपुट आवृत्ति का निरिक्षण करने के लिए ऑसिलोस्कोप के उपयोग की दृढ़ता से अनुशंसा की जाती है। जब सेंसर विफल होने लगता है तो आवृत्ति विकृति भी साधारण है। क्षेत्र के कई तकनीशियन अधिक ही निर्णायक परिणामों के साथ टैप परीक्षण का उपयोग करते हैं। सभी एचएफएम प्रणाली आवृत्ति आउटपुट नहीं करते हैं। कुछ विषयो में, यह सेंसर नियमित रूप से भिन्न वोल्टेज सिग्नल आउटपुट करके कार्य करता है। माइक्रो-ब्रिज समान सिद्धांतों का उपयोग करता है किन्तु सिलिकॉन चिप पर व्यवस्थित होता है।

कोल्डवायर सेंसर
जीएम एलएस इंजन श्रृंखला (साथ ही अन्य) कोल्डवायर एमएएफ प्रणाली (एसी डेल्को द्वारा निर्मित) का उपयोग करती है जो हॉट-वायर एमएएफ प्रणाली के समान कार्य करती है; चूंकि, यह परिवेशी वायु को मापने के लिए अतिरिक्त शीत अवरोधक का उपयोग करता है और वायु प्रवाह को मापने के लिए उपयोग किए जाने वाले गर्म अवरोधक तत्व के लिए संदर्भ प्रदान करता है। एमएएफ पर जाली का उपयोग वायु प्रवाह को सुचारू करने के लिए किया जाता है, जिससे यह सुनिश्चित किया जा सके कि सेंसर के पास स्थिर रीडिंग का सबसे उत्तम संयोग है। इसका उपयोग वायु प्रवाह को मापने के लिए नहीं किया जाता है। उन स्थितियों में जहां मालिक ऑयल-गॉज एयर फिल्टर का उपयोग करते हैं, अतिरिक्त तेल के कारण एमएएफ सेंसर पर परत चढ़ना और उसकी रीडिंग निकृष्ट होना संभव है। जनरल मोटर्स ने प्रौद्योगिकीी सेवा बुलेटिन निर्धारित किया है, जिसमें निकृष्ट निष्क्रियता से लेकर दूषित सेंसरों के परिणामस्वरूप संभावित ट्रांसमिशन क्षति तक की समस्याओं का संकेत दिया गया है। एमएएफ सेंसर घटकों को साफ करने के लिए, विशिष्ट एमएएफ सेंसर क्लीनर या  इलेक्ट्रानिक्स  क्लीनर का उपयोग किया जाना चाहिए, न कि कार्बोरेटर या ब्रेक क्लीनर, जो रासायनिक रूप से अधिक आक्रामक हो सकते हैं। इसके अतिरिक्त, एमएएफ सेंसर क्लीनर और इलेक्ट्रॉनिक्स क्लीनर का तरल चरण सामान्यतः हेक्सेन या  हेपटैन  पर आधारित होता है जिसमें अल्कोहल (रसायन) सामग्री अधिक कम होती है और एयरोसोल प्रणोदक के रूप में  कार्बन डाईऑक्साइड  या एचएफसी-152ए का उपयोग किया जाता है। सेंसरों को शारीरिक रूप से हानि पहुंचाने से बचाने के लिए उन्हें सावधानीपूर्वक दूर से मंद गति से स्प्रे किया जाना चाहिए और पुनः स्थापित करने से पूर्व उन्हें पूर्ण रुप से सूखने दिया जाना चाहिए। निर्माताओं का अधिकार है कि सही कार्यक्षमता सुनिश्चित करने के लिए सरल किन्तु बेसीमाविश्वसनीय परीक्षण कार चलने के समय यूनिट को स्क्रूड्राइवर के पीछे से टैप करना है, और यदि इससे आउटपुट आवृत्ति में कोई परिवर्तन होता है तो यूनिट को विस्थापित कर दिया जाना चाहिए और ओईएम प्रतिस्थापन किया जाना चाहिए।

कार्मन भंवर सेंसर
कार्मन भंवर सेंसर लंबवत धनुष के साथ वायु धारा को बाधित करके कार्य करता है। नियामनुसार कि आने वाला प्रवाह लामिना का प्रवाह हो, वेक (भौतिकी) में कार्मन भंवरों का दोलन पैटर्न सम्मिलित होते है। परिणामी पैटर्न की आवृत्ति वायु वेग के समानुपाती होती है।

इन भंवरों को या तो सेंसर के विरुद्ध दबाव पल्स के रूप में सीधे पढ़ा जा सकता है, या उन्हें दर्पण से टकराने के लिए बनाया जा सकता है जो भंवरों के उत्तर में दालों को उत्पन्न करने के लिए प्रतिबिंबित प्रकाश किरण को बाधित या संचारित करेगा। प्रथम प्रकार का उपयोग केवल पुल-थ्रू एयर (टर्बो- या सुपरचार्जर से पहले) में किया जा सकता है, जबकि दूसरे प्रकार का उपयोग सैद्धांतिक रूप से पुश- या पुल-थ्रू एयर में किया जा सकता है (प्रथम उल्लिखित सुपर के जैसे विवश प्रेरण अनुप्रयोग से पूर्व या पश्चात में) - या टर्बोचार्जर)। प्रतिरोध कारक द्वारा संशोधित निरंतर वोल्टेज को आउटपुट करने के अतिरिक्त, इस प्रकार का एमएएफ आवृत्ति आउटपुट करता है जिसे ईसीयू द्वारा व्याख्या किया जाना चाहिए। इस प्रकार का एमएएफ सभी डायमंड-स्टार मोटर्स (मित्सुबिशी, ईगल टैलोन, प्लायमाउथ लेजर), कई मित्सुबिशी, कुछ टोयोटा और लेक्सस और कुछ बीएमडब्ल्यू सहित अन्य कारों पर पाया जा सकता है।

झिल्ली सेंसर
उभरती हुई प्रौद्योगिकी वायु धारा में रखी अधिक पतली इलेक्ट्रॉनिक झिल्ली का उपयोग करती है। झिल्ली में पतली फिल्म तापमान सेंसर ऊपर की ओर और नीचे की ओर मुद्रित होता है। झिल्ली के केंद्र में  हीटर एकीकृत होता है जो हॉट-वायर दृष्टिकोण के समान स्थिर तापमान बनाए रखता है। बिना किसी वायु प्रवाह के, झिल्ली में तापमान प्रोफ़ाइल समान होती है। जब वायु झिल्ली के आर-पार प्रवाहित होती है, तो ऊपर की ओर का भाग नीचे की ओर से भिन्न विधि से ठंडा होता है। अपस्ट्रीम और डाउनस्ट्रीम तापमान के मध्य का अंतर बड़े स्तर पर वायु प्रवाह को इंगित करता है। थर्मल झिल्ली सेंसर दोनों दिशाओं में प्रवाह को मापने में भी सक्षम है, जो कभी-कभी स्पंदन स्थितियों में होता है। प्रौद्योगिकीी प्रगति इस प्रकार के सेंसर को माइक्रोइलेक्ट्रोमैकेनिकल प्रणाली  प्रौद्योगिकी का उपयोग करके सूक्ष्म स्तर पर माइक्रोसेंसर के रूप में निर्मित करने की अनुमति देती है। ऐसा माइक्रोसेंसर  स्थूल  दृष्टिकोण की अपेक्षा में अधिक गति और संवेदनशीलता तक पहुंचता है। एमईएमएस सेंसर पीढ़ी भी देखें।

लैमिनर प्रवाह तत्व
लैमिनर का प्रवाह तत्व सीधे गैसों के वॉल्यूमेट्रिक प्रवाह को मापते हैं। वे इस सिद्धांत पर कार्य करते हैं कि, लैमिनर प्रवाह को देखते हुए, पाइप में दबाव का अंतर प्रवाह दर के रैखिक रूप से आनुपातिक होता है। लैमिनर प्रवाह की स्थिति गैस में तब उपस्थित होती है, जब गैस की रेनॉल्ड्स संख्या महत्वपूर्ण आंकड़े से नीचे होती है। परिणाम में द्रव की चिपचिपाहट की भरपाई की जानी चाहिए। आवश्यक प्रवाह रेटिंग प्राप्त करने के लिए लैमिनर प्रवाह तत्वों का निर्माण सामान्यतः बड़ी संख्या में समानांतर पाइपों से किया जाता है।

यह भी देखें

 * सेंसर की सूची
 * कई गुना निरपेक्ष दबाव (एमएपी)