Menu

Что такое датчик егр: Клапан EGR. Серьезный подход к выбросам NOx.

Содержание

Клапан EGR. Серьезный подход к выбросам NOx.

Являясь неотъемлемым элементом системы управления двигателем автомобиля, так называемый клапан системы рециркуляции выхлопных газов (сокращенно EGR) служит для возврата точно рассчитанного объема выхлопных газов в систему впуска двигателя для повышения его эффективности, снижения потребления топлива и содержания окислов азота в выхлопных газах. С ростом требований к сокращению выбросов клапан EGR будет играть все более важную роль, поэтому вам следует знать, для чего он предназначен, почему он выходит из строя и как его заменить в случае поломки.


Как работает клапан EGR?

Воздух, которым мы дышим, почти на 80 процентов состоит из азота. Однако под воздействием чрезвычайно высоких температур в камере сгорания, до 1370 °C, этот инертный в нормальных условиях газ становится химически активным и образует вредные оксиды азота, или NOx, которые затем попадают через выхлопную систему в атмосферу. Чтобы свести эти выбросы к минимуму, клапан рециркуляции отработавших газов обеспечивает подачу точно рассчитанного количества выхлопных газов во впускную систему, тем самым изменяя химический состав воздуха, поступающего в двигатель.

При меньшем количестве кислорода разбавленная смесь сгорает медленнее, благодаря чему в камере сгорания температура снижается почти на 150 °C, а также уменьшается образование NOx, что обеспечивает более чистый и эффективный выхлоп. 

Клапан EGR имеет два основных положения: открытое и закрытое, хотя он может принимать любое промежуточное состояние. При запуске двигателя клапан EGR закрыт. Во время холостого хода и на низких скоростях достаточно небольшой мощности и, следовательно, незначительного количества кислорода, поэтому клапан постепенно открывается. На холостом ходу он может быть открыт на 90%. Однако, когда требуется больший крутящий момент и большая мощность, например при полном ускорении, клапан EGR закрывается, чтобы обеспечить поступление большого количества кислорода в цилиндр.

Кроме снижения выбросов NOx, клапаны EGR могут использоваться в двигателях малого объема с системой GDi для уменьшения насосных потерь, а также для повышения эффективности сгорания топлива и снижения вероятности детонации. В дизельных двигателях он также помогает уменьшить стук на холостом ходу.


Типы клапанов EGR

Хотя существует несколько типов клапанов рециркуляции отработавших газов — в более ранних системах используются вакуумные клапаны, в то время как в более современных автомобилях устанавливаются клапаны с электронным управлением, — можно выделить следующие их основные типы:

Дизельные клапаны EGR высокого давления отводят быстрый поток отработавшего газа с высоким содержанием сажи, прежде чем он попадет в сажевый фильтр — сажа может соединяться с парами масла и образовывать шлам. Затем газ поступает обратно во впускной коллектор либо через патрубок, либо через внутренние отверстия в головке блока цилиндров.  Вспомогательный клапан также используется для создания вакуума во впускном коллекторе, так как он не образуется естественным образом при работе дизельного двигателя.

Дизельные клапаны EGR низкого давления отводят выхлопной газ после его прохождения через сажевый фильтр. Этот газ движется с меньшей скоростью, но он почти полностью очищен от сажи. Затем газ поступает обратно во впускной коллектор через патрубок.

Бензиновые клапаны EGR отводят выхлопные газы так же, как и их дизельные аналоги высокого давления.  Когда в цилиндре создается разрежение, выхлопные газы втягиваются в камеру сгорания, а объем их подачи регулируется открытием и закрытием самого клапана EGR.

Клапаны EGR с вакуумным управлением имеют электровакуумный клапан для изменения степени разрежения, воздействующей на диафрагму, и, в свою очередь, открывают и закрывают клапан EGR. В некоторых клапанах также имеются датчики обратной связи для подачи на ЭБУ сигнала об их положении.

Цифровые клапаны EGR оснащены соленоидом или шаговым двигателем и в большинстве случаев датчиком обратной связи. Эти клапаны получают широтно-импульсно модулированный сигнал от ЭБУ для регулирования потока выхлопных газов.

Каковы причины поломки клапанов EGR?

Клапаны рециркуляции отработавших газов работают в агрессивной среде, поэтому со временем они могут изнашиваться. Однако единственной основной причиной их отказа является нагар вдоль каналов рециркуляции выхлопных газов и системы впуска. С течением времени это приводит к засорению трубок, каналов выхлопных газов и, в конечном итоге, плунжерного механизма клапана, в результате чего его заклинивает либо в открытом, либо в закрытом состоянии. Неисправности также могут быть вызваны разрывом диафрагмы клапана или утечкой через нее.

Каковы признаки неисправности клапана EGR?

Признаки неисправности клапана EGR схожи с признаками других неисправностей системы управления двигателем. По этой причине неисправности EGR остаются головной болью многих автомехаников. Однако существует несколько признаков, на которые стоит обратить внимание:

  • Горит лампочка проверки двигателя. Как и в случае неисправности большинства компонентов системы управления двигателем, проблема с клапаном EGR может стать причиной включения лампочки проверки двигателя.
  • Нарушения в работе двигателя. Если клапан заклинило в открытом положении, качество воздушно-топливной смеси будет нарушено, что приведет к нарушениям в работе двигателя, таким как снижение мощности, вялое ускорение и неровный холостой ход. Это также может привести к утечкам давления в системе турбонаддува, в результате чего турбонагнетатель будет работать активнее.
  • Повышение объема выбросов NOx. Когда клапан EGR остается закрытым, в камере сгорания возникают высокие температуры, в результате чего в выхлопе остается большое количество несгоревшего топлива, что приводит к увеличению выбросов NOx и снижению эффективности использования топлива. 
  • Детонация двигателя. Повышенная температура и большой объем выбросов NOx могут также привести к усилению детонации, которую можно распознать по стуку в двигателе.


Устранение неисправностей клапана EGR

Учитывая разнообразие типов клапанов EGR, всегда целесообразнее следовать процедурам устранения неисправностей, подробно изложенным в руководстве по обслуживанию, однако существует несколько стандартных действий, которые могут помочь точно определить неисправность:

  • Считайте коды неисправностей клапанов EGR с электронным управлением с помощью диагностического прибора.
  • Убедитесь, что все вакуумные магистрали и электрические соединения подключены и расположены правильно.
  • С помощью вакуумметра проверьте степень разрежения в вакуумном шланге при 2000–2500 об/мин. Отсутствие вакуума при нормальной рабочей температуре может указывать на ослабление крепления шланга, засор или неисправность вакуумного выключателя с штуцерами или электровакуумного клапана или неисправность вакуумного усилителя/насоса.
  • Проверьте электровакуумный клапан во время работы двигателя. На клапанах EGR с электронным управлением активируйте соленоид с помощью диагностического прибора и проверьте степень разрежения на конце патрубка. Если клапан не открывается при подаче питания, его заклинило в открытом или закрытом положении или имеются следы ржавчины на электрическом соединении, ослабло соединение провода или имеется плохое заземление, система EGR будет работать неправильно. Перед заменой клапана определите основную причину его неправильной работы.
  • По возможности проверьте движение штока клапана при 1500–2000 об/мин. Если клапан функционирует правильно, шток клапана должен двигаться. Если он не движется, при наличии вакуума, значит, клапан неисправен.
  • Создайте разрежение непосредственно на клапане EGR с помощью ручного вакуумного насоса или сканера, в зависимости от типа клапана. Если на холостом ходу изменений не выявлено, значит, либо неисправен клапан EGR, либо каналы EGR полностью перекрыты. Если двигатель работает на холостом ходу с перебоями или глохнет, проблема вызвана неисправной системой управления.
  • Снимите клапан EGR и проверьте его на наличие нагара. По возможности удалите нагар, стараясь не допускать загрязнения мембраны. 
  • Убедитесь в отсутствии засора канала рециркуляции отработавших газов в коллекторе. При необходимости прочистите его. 

Коды распространенных неисправностей

Для поздних моделей клапанов EGR характерны следующие коды неисправностей:

  • P0400 — неисправность в системе рециркуляции выхлопных газов.
  • P0401 — недостаточный поток рециркуляции выхлопных газов.
  • P0402 — избыточный поток рециркуляции выхлопных газов.
  • P0403 — неисправность электропроводки системы рециркуляции выхлопных газов. 
  • P0404 — неправильное значение в цепи клапана EGR.
  • P0405 — низкий уровень сигнала в цепи «А» датчика системы рециркуляции выхлопных газов.
  • P0406 — высокий уровень сигнала в цепи «А» датчика системы рециркуляции выхлопных газов.
  • P0407 — низкий уровень сигнала в цепи «В» датчика системы рециркуляции выхлопных газов.
  • P0408 — высокий уровень сигнала в цепи «В» датчика системы рециркуляции выхлопных газов. 
  • P1403 — низкое напряжение в цепи управления клапана системы рециркуляции выхлопных газов. 
  • P1404 — система рециркуляции отработавших газов — шток клапана остановился в закрытом положении.
  • P1405 — высокое напряжение в цепи управления клапана системы рециркуляции выхлопных газов.
  • P1406 — ошибка позиционирования штока клапана системы рециркуляции выхлопных газов.


Советы по замене клапана EGR
  • Сначала снимите крышку двигателя. 
  • Затем ослабьте крепление электрического кабеля, подключенного к клапану, отсоедините провода и/или вакуумные магистрали и убедитесь в отсутствии признаков повреждения.
  • Выкрутите крепежные винты и проверьте клапан на наличие повреждений, коррозии или нагара. 
  • Тщательно очистите монтажную поверхность клапана EGR и установите новый клапан и прокладку. Также следует удалить нагар из впускного клапана EGR.
  • Совместите клапан EGR с отверстиями для болтов и прокладкой и снова прикрепите к корпусу.
  • Затяните все крепежные элементы рекомендованным моментом.
  • После этого снова подсоедините вакуумные магистрали и/или электрические соединения. 
  • По завершении с помощью диагностического сканера сбросьте сигнал, включающий индикатор проверки двигателя, и убедитесь в отсутствии других ошибок.  Убедитесь, что индикатор неисправности погас. После этого проведите ходовые испытания. Во многих автомобилях для адаптации теперь требуется выполнить сброс настроек клапана EGR. Это позволяет ЭБУ запомнить положение остановки при открытом и закрытом положении клапана. В противном случае клапан может сломаться и упасть в коллектор.

Что такое EGR и почему приходится его отключать?

 13.03.2018

Воздух который мы «сжигаем» в ДВС состоит не только из кислорода. Больше всего в атмосфере азота, который на Земле находится по большей части в свободном состоянии. В атмосфере его содержание по объему 78%, по массе 75,5%. Ввиду своей значительной инертности азот при обычных условиях реагирует только с литием. Так как ДВС это частный случай теплового двигателя, то для того чтобы иметь максимальный КПД температуру и давление, при которых сжигают углеводороды (дизтопливо в нашем случае), стараются сделать как можно выше, единственным ограничением является только «тепловая» прочность. Но тут возникает проблема — азот. Как было сказано выше азот – это инертный газ, но при высокой температуре (более 2000 градусов по Цельсию) и давлении он окисляется, причем чем выше концентрация кислорода, тем больше получатся оксидов азота. Внедрение системы EGR (Exhaust Gas Recirculatiоn) должно было сократить содержание в выхлопе оксидов азота NOx.

 

 

 

 

Система рециркуляции отработавших газов (EGR) предназначена для снижения в отработавших газах оксидов азота за счет возврата части отработавших газов во впускной коллектор. Возврат части отработавших газов во впускной коллектор позволяет снизить количество кислорода в топливо-воздушной смеси и, тем самым, уменьшить образование оксидов азота. Однако это вызывает падение эффективной мощности двигателя. Удаление EGR в дизельных двигателях считает допустимым большое количество людей, включая экологов. Удаление системы EGR приводит к увеличенному уровню NOx, однако углеводородные выделения, выбросы макрочастиц (сажа), угарного и углекислого газов существенно уменьшаются. Кроме того, удаление EGR приводит к увеличению экономии топлива. Выхлопной газ, повторно поданный назад в цилиндры, добавляет в двигатель вызывающие износ загрязнители (сажу и смолы) и быстрее окисляет моторное масло, что отрицательно сказывается на ресурсе двигателя.

 

В общем-то, это единственная задача, которую решает система рециркуляции отработавших газов. Есть несколько вариантов исполнения этой системы, но принцип работы EGR всегда одинаковый: определенное количество отработавших газов через клапан поступает обратно в двигатель. Такая рециркуляция позволяет снизить температуру горения, особенно в бензиновых моторах. А как раз высокая температура – условие появления оксидов азота.

 

 

 

 

Ни на что другое EGR не влияет. Это – чисто «экологическая» фишка современного мотора. К сожалению, ресурс у нее достаточно ограничен, и приходит время, когда система перестает работать как положено (точнее, вообще перестает). И тогда исключение всей системы из управления двигателем становится хорошим выходом из ситуации. Для большей убедительности скажем, что исправный EGR и так не работает на высоких оборотах или в аварийном режиме – при таких условиях заводской программой блока управления предусмотрено его полное закрытие.

 

Бояться отключения EGR не надо: единственным неприятным последствием станет повышенное содержание оксидов азота в выхлопе, но если на одну чашу весов поставить какие-то неведомые азоты, а на другую – беспроблемную эксплуатацию автомобиля, то второе, конечно же, перевесит. Ибо экология – экологией, а нервы дороже.

 

Как и почему перестает работать EGR?

 

Есть несколько вариантов типичных поломок EGR. Это заклинивание клапана, разрывы цепи актуатора или датчика положения клапана и неучтенный подсос (или утечка) воздуха. Внутри каждого варианта тоже можно выделить несколько типов поломок, поэтому чуть рассмотрим каждую из таких поломок отдельно.

 

Самый распространенный случай – заклинивание клапана.

 

Все мы прекрасно знаем, что при горении топлива образуется сажа. Со временем ее количество, оседающее в клапане, затрудняет его подвижность. И клапан, естественно, клинит. Тут возможны два варианта: либо он остается в закрытом варианте, либо в открытом. Тут как повезет, и больше повезет, если клапан останется в закрытом положении. В этом случае сажа хотя бы не попадает в ДВС. Кстати, иногда практикуется такой способ отключения EGR – клапан просто программно закрывают. Почему это не лучший способ – чуть позже.

 

Открытое положение плохо прежде всего тем, что все отходы горения прямиком летят в цилиндры. Если посмотреть на то, как работает EGR, то можно увидеть интересную картину: во многих режимах работы двигателя клапан закрыт и не принимает никакого участия в работе мотора – например, на высоких оборотах и при большой нагрузке. Если говорить очень грубо, то закрытое положение – более естественное и вреда никакого не приносит. Если, конечно, ошибка EGR не вносит изменений в работу других систем, которые бывают связаны с рециркуляцией.

 

 

 

 

Так как заклинивание клапана – наиболее частая неисправность EGR, рассмотрим, что чаще всего является причиной, и как можно попытаться отсрочить кончину клапана.

 

В целом, конечно, понятно, что основной враг клапана – плохое масло и нестабильное качество топлива. В большей степени это относится к дизельным двигателям, хотя во многом применимо и к бензину.

 

Важное условия долгой жизни EGR – хорошее и своевременное техобслуживание. Ясно, что забитый сажевый фильтр и масло, которое долго не меняли, никак не способствуют долголетию EGR. кстати, при хороших условиях система вполне может жить 150-180 тысяч километров. Правда, она изначально должна быть нормальной, а не конструктивно ущербной.

 

Вторая распространенная причина – неисправность самого двигателя. Тут вариантов может быть множество. Любая причина, повышающая дымность выхлопа, гарантированно снизит ресурс EGR. Например, грязный воздушный фильтр, утечки наддувного воздуха, текущая форсунка или залегшие поршневые кольца. Это очень важный фактор, особенно для тех, кто в силу своих убеждений будет восстанавливать работоспособность EGR. Ремонт обычно недешевый, поэтому прежде чем заниматься системой рециркуляции, нужно убедиться, что сам ДВС исправен. В противном случае есть вероятность в самом ближайшем будущем опять остаться с заклинившим клапаном.

 

И, наконец, самая парадоксальная причина заклинивания клапана – это его самоубийство. Да, как ни странно, у клапана EGR есть конструктивная склонность к суициду. Тут опять придется чуть-чуть углубиться в физику работы мотора.

 

Итак, представим график, на котором по одной оси будет температура горения смеси, по другой – уровень оксидов азота и интенсивность партикуляции (появления твердых частиц в отработавших газах). Если нарисовать кривую NOх, то она будет расти с ростом температуры. А вот кривая, показывающая количество твердых сажевых частиц, будет наоборот, падать. В определенной точке они пересекутся.

 

 

 

 

Сложность в том, что чем меньше будет оксидов азота в выхлопе, тем лучше экологам, но хуже двигателю – больше выброс партикуляров (сажевых частиц). Задача инженеров – найти максимально сбалансированное решение: надо и сократить NOx в отработавших газах, и не сократить ресурс мотора. И все же в любом случае это решение будет компромиссным, и чем меньше будет оксидов в выхлопе, тем сложнее получится жизнь EGR из-за засорения клапана сажей. Вот так и получается, что эта система в ходе работы губит себя сама, исключительно только выполняя свою работу по снижению в выхлопе NOx. От этого, к сожалению, никуда не деться.

 

Вторая ошибка, менее распространенная, – это разрывы цепи актуатора или датчика положения клапана. В этом случае ошибка будет выглядеть как несоответствие между заданным и фактическим положением клапана. Впрочем, и в первом случае будет то же самое, поэтому диагностику надо проходить качественную.

 

И, наконец, третья ошибка – неучтенный воздух. Тут речь идет о простой негерметичности системы.

 

Так как природа ошибок во всех трех случаях разная, то и методы ремонта и отчасти диагностики тоже отличаются. Разумеется, они также зависят и от конструкции мотора. Например, часто ошибкам EGR сопутствуют ошибки измерения потока воздуха, то есть ошибки датчика расходомера воздуха (MAF-sensor). А в старых системах с вакуумным управлением бывают ошибки по наддуву турбин. Так что к диагностике нужно относиться серьезно.

 

Итак, допустим, что мы нашли неисправность, и теперь хотим от нее избавиться. Как это можно сделать?

 

Решение проблем с EGR

 

Итак, устранить неисправность можно следующими способами:

 

  • замена клапана на новую оригинальную деталь;

  • использование китайских аналогов;

  • удаление EGR из системы с программным отключением;

  • программное закрытие клапана.

 

О первом способе мы уже говорили. Он не самый простой и дешевый, но вполне имеет право на существование. Главное помнить, что если система вышла из строя раньше положенного срока (тысячах на ста пробега или меньше), то, скорее всего, есть какая-то проблема в моторе. Ее нужно обязательно найти и устранить, иначе замена клапана может повториться в ближайшем будущем, и вы просто выкинете деньги на ветер.

 

 

 

 

О втором способе говорить не будем вообще. Тут без комментариев.

 

Наиболее дешевый и надежный – третий способ. Именно им обычно и пользуются при отключении EGR.

 

Итак, тут надо разделить механическую и программную часть работы. Что требуется сделать с механикой?

 

В общем-то, задача сводится к тому, чтобы перекрыть поток через клапан. Первое, что делают – ставят заглушку. Многие считают, что сделать это легко. Отчасти это так и есть. Но не надо пытаться ставить на пути горячих выхлопных газов заглушку из тоненького паронита или тонкой стали. Такие заглушки прогорают очень быстро, иногда они вообще держатся до первого хорошего нажатия на педаль газа. Заглушку надо делать из стали, лучше нержавейки, причем ее толщина должна быть минимум 2,5-3 мм.

 

Если с тем, чтобы заварить клапан или демонтировать его и поставить диффузор обычно нет сложностей, то демонтаж клапана с охладителем может быть сложным. Если у клапана есть свой охладитель, то на подающий и отводящий патрубки EGR просто ставят заглушки. Так, например, поступают в случае работы с моторами BMW М-серии. А вот, например, у моторов Volkswagen или BMW серии N автономного контура нет, тут систему охлаждения приходится «кольцевать».

 

Если с механической частью работы в большинстве сервисов все же справляются, то вот с программной частью ошибки встречаются регулярно. Итак, что нужно сделать с софтом?

 

Во-первых, запретить клапану открываться. Тут вроде бы все ясно, если программист знает, как найти в прошивке соответствующие карты EGR, но вот дальше все может быть гораздо сложнее: надо исключить ошибки по системе EGR, то есть полностью удалить ее из программы.

 

Вот тут некоторые программисты сильно перебарщивают и удаляют все, что попадется под руку. Часто их вмешательство затрагивает всю систему диагностики, после чего устранение последствий становится процессом долгим и сложным. И, как правило, дорогим (время – деньги, это очевидно).

 

Помимо этого следует отключить аварийный режим, в который отправляет нерабочий EGR. И, наконец, на некоторых автомобилях нужно перекалибровать карты по воздуху (поток воздуха через MAF), если софт не делает это автоматически. Иногда об этом тоже забывают, и ЭБУ сходит с ума, пытаясь понять, какой пришел воздух, откуда в нем столько кислорода, и что ему теперь делать с этой непонятной смесью.

 

А теперь последний способ – программно дать команду на закрытие клапана EGR. Этот метод можно использовать не всегда. Например, он оправдан, когда физический доступ к EGR затруднен из-за конструктивных особенностей автомобиля. И он совсем невозможен, если клапан уже заклинил: программа такой клапан с места не сдвинет. Тут выход один – разбирать и делать все по-человечески.

 

Надежность этого метода не всегда абсолютна. В первую очередь из-за того, что не всегда можно гарантировать, что клапан перекрыт полностью. Это может привести к попаданию сажи и прочих отходов горения в цилиндры, так и к неучтенному количеству воздуха, поступающего через неплотный клапан. Поэтому предпочтительнее все же глушить EGR полностью: одновременно механически и программно.

 

Быть или не быть? 

 

Остался последний вопрос: когда мне ехать в сервис на удаление EGR? Допустим, мы смогли вас убедить, что ничего страшного не произойдет, если от этой капризной системы избавиться полностью. Когда лучше это сделать?

 

О ресурсе клапана уже говорили: тысяч до 150 километров при хорошем ТО волноваться не надо. Если посмотреть на статистику, то на дизельные машины по причине выхода из строя EGR приходится около 80% обращений в сервис, и только 20% – на бензиновые. Что логично, ибо сажи в солярке больше.

 

В любом случае обязательно придется следить за состоянием мотора. Своевременная замена масла, фильтров, качественное топливо – это обязательное условие. Но со временем все равно что-то начнет изнашиваться. И если форсунку можно отремонтировать или заменить (хотя на большинстве современных дизельных моторов это тоже достаточно дорого), то менять кольца без явных признаков износа мотора только ради работы EGR, наверное, не совсем разумно. Тем более что ресурс цилиндропоршневой группы все же больше, чем клапана EGR, который будет загибаться регулярно даже при небольшом и далеко не критичном износе ЦПГ. Приходится сделать неутешительный вывод: восстановление работоспособности EGR – вещь зачастую экономически неоправданная и почти бесполезная.

 

Одновременно не стоит забывать, что в горящей лампочке «Check engine» и уходе в «аварию» далеко не всегда виновата система рециркуляции. Причину этих печальных явлений установит только диагностика – так же, как и причины повышенной дымности, плохой динамики и повышенного расхода топлива.

ЕГР клапан — что это? Что такое клапан рециркуляции выхлопных газов

Под аббревиатурой EGR подразумевается система рециркуляции отработавших газов (СРОГ). В случае с сокращением ЕГР, расшифровка не требуется, так как это обычная транслитерация. На русском языке правильнее использовать аббревиатуру СРОГ, однако среди автовладельцев прижился вариант EGR (Exhaust Gas Recirculation), поэтому применяют именно его.

Клапан ЕГР — это элемент, который по сути и образует СРОГ. Он применяется в машинах как с дизельными, так и с бензиновыми силовыми агрегатами.

Что такое клапан ЕГР

Практически в любом современном автомобиле можно найти датчик ЕГР — это небольшой механизм, который выполняет ряд задач в пределах системы выхлопа в транспортном средстве. ЕГР клапан отличается довольно простой конструкцией, а его первостепенная задача — уменьшение токсичности выхлопа. Кроме этого деталь также помогает снизить расход топлива.

Происходит это по той причине, что клапан рециркуляции выхлопных газов позволяет дроссельной заслонке (ДЗ) находиться в открытом положении. Это происходит благодаря давлению, которое создают газы, возвращающиеся в мотор.

Благодаря этому минимизируются так называемые энергопотери при открытии ДЗ. Таким образом EGR клапан помогает снизить расход горючего, одновременно с этим снижая степень токсичности выхлопа в авто.

Клапан ЕГР на дизеле возвращает отработавшие газы в силовой агрегат для достижения двух целей:

  • вытеснения некоторого количества избыточного воздуха;

  • поглощения излишек тепла внутри камеры сгорания.

Эти факторы позволяют существенно снизить выбросы оксидов азота (NOx), одних из самых токсичных веществ, которые присутствуют в выхлопе. Они образуются при воздействии очень высоких температур и эндотермической реакции кислорода с азотом воздуха.

Учитывая все эти факторы, на вопрос о том, что такое ЕГР, нельзя ответить однозначно, так как правильная работа этого механизм способствует:

  • снижению вреда, наносимого окружающей природе;

  • уменьшению потребления автомобилем горючего;

  • сохранению мощности, с которой работает двигатель.

Следует подчеркнуть, что рециркуляция происходит только в режиме частичных нагрузок.

Клапан ЕГР — что это и как работает механизм

Во всех случаях датчик EGR управляется при помощи вакуума. Клапан соединяет впускной коллектор с выпускным, а открывается под действием разрежения. Чтобы силовой агрегат стабильно функционировал на холостую, клапан рециркуляции полностью отключается электронным блоком управления (ЭБУ) двигателем.

Важно отметить, рассматривая, как работает клапан EGR, что это устройство — не единственная рециркуляция выхлопа. Например, существует внутренняя система, которая, однако, предусмотрена не во всех моделях авто. Она не нуждается в применении дополнительных комплектующих, так как реализована самой конструкцией мотора. Время выпуска клапанов настроено так, чтобы некоторое время после начала такта они все еще были открыты. Благодаря этому часть выпущенных отработавших газов вновь попадает в камеру сгорания. Внешняя система — это непосредственно сам клапан EGR.

Использование специальных охладителей расширяет перечень того, на что влияет клапан ЕГР: принцип работы этих устройств заключается в том, что они охлаждают газы при помощи антифриза. Это также обеспечивает снижение температуры горения, за счет чего дополнительно уменьшается количество токсических веществ в выхлопе.

Датчик рециркуляции отработавших газов в микропроцессорных системах

По сути система EGR — это тарельчатый клапан со специальной задвижкой. Данный механизм выполняет всего два действия — выпускает либо не позволяет отработавшим газам попадать в область впускного тракта мотора.

Если рассматривать микропроцессорные системы управления двигателем, движение клапана будет осуществляться не в ходе разрежения во впускном коллекторе. Вместо этого используются электрический или электропневматический способ движения клапана при помощи сервопривода.

Управление и функционирование СРОГ выполняется со стороны ЭБУ. Он рассчитывает нужное количество выхлопных газов, подлежащих рециркуляции, после чего дает команду открыть или закрыть клапан.

На то, как работает клапан ЕГР, оказывают влияние разнообразные датчики, например, кислорода. Благодаря сигналам с этих устройств, ЭБУ производит необходимые расчеты, а затем управляет движением клапана.

Клапан отработанных газов: признаки неправильного функционирования механизма

В процессе эксплуатации ЕГР-датчик неизбежно загрязняется и покрывается смесью сажи и масла. Спустя некоторый пробег количество загрязнений может увеличиться настолько, что это выведет механизм из строя или станет причиной его неправильной работы.

Понять, что система EGR неисправна, можно по ряду признаков:

  • во время разгона транспортное средство набирает скорость рывками;

  • в режиме холостого хода возникают колебания;

  • наблюдается заметная потеря мощности двигателя;

  • в отработавших газах увеличилось количество токсичных веществ, что можно понять по запаху выхлопа, который стал более едким и неприятным;

  • увеличился расход горючего;

  • из выхлопной трубы идет черный дым.

Если система рециркуляции отработавших газов функционирует с ошибками, автовладельцы могут заметить задержки в работе ДЗ. Выражается эта неисправность в том, что транспортное средство не сразу реагирует на нажатие педали газа водителем.

Важно отметить, что система ЕГР может восстанавливать свои функции через некоторое время. То есть все вышеперечисленные признаки могут быть временным явлением и проявляться не постоянно. Игнорировать их, тем не менее, не стоит, так как с течением времени неполадки начнут возникать чаще. Если не ремонтировать датчик клапана ЕГР, в конечном итоге испортится может не только он, но и другие элементы в автомобиле.

Для чего нужен клапан ЕГР: последствия его поломки

Если признаки неисправного клапана EGR кратковременны и появляются не часто, опасаться внезапных и более серьезных поломок не следует. Однако ситуация меняется в тот момент, когда на приборной панели автомобиля загорается значок “Check Engine” (проверьте двигатель). Одновременно с этим силовой агрегат уходит в аварийный режим работы. При таких условиях система рециркуляции выхлопных газов нуждается в срочной компьютерной диагностике и соответствующем ремонте.

Если окажется, что механизм постоянно открыт, значит рециркуляция газов будет осуществляться не только при частичных нагрузках мотора, а безостановочно. Из-за этого начинается неправильный впрыск горючего, что влечет за собой неполное его сгорание. Вследствие этих событий, в лучшем случае в дизельных двигателях быстро засоряется сажевый фильтр, а в худшем может сломаться турбонагнетатель.

На что влияют поломки ЕГР: машина, владелец, окружающая среда

Зачастую принцип работы ЕГР на дизеле и бензиновом двигателе практически идентичен, если рассматривать эти элементы с точки зрения конструкции и способа осуществления рециркуляции отработавших газов.

Во всех случаях с клапанами EGR могут случиться следующие неприятности:

  • отложение на частях элемента сажи, которая может стать причиной его заклинивания в любом положении;

  • прогорание детали;

  • засорение магистрали клапана ЕГР;

  • проблемы с электронным управлением, если оно предусмотрено в СРОГ.

Однако EGR-датчик не всегда меняют на новый в случае его поломки, так как многие автовладельцы решаются его просто заблокировать. Споры на эту тему продолжаются до сих пор: кто-то считает, что этот элемент не играет существенной роли, другие утверждают, что его отсутствие приводит к возрастанию температуры в цилиндрах и быстрому износу мотора.

В любом случае ЕГР в машине необходим в первую очередь для снижения количества токсичных веществ в отработанных газах. То есть основное предназначение этой детали — минимизация вреда, наносимого окружающей среде. Сегодня очень сложно найти подтверждения, что датчик клапана EGR, вернее его отсутствие, наносит непоправимый вред машине, двигателю или другим узлам в конструкции автомобиля.

При каких условиях работа клапана EGR может навредить авто

Существует ряд ситуаций, когда решение заблокировать клапан принимается с целью предупредить возникновение других поломок в транспортном средстве. Обычно такую процедуру выполняют:

  • При значительном износе поршневой группы или если в отработавших газах присутствуют частицы моторного масла. Делается это для предотвращения загрязнения свечей и проблем с зажиганием.

  • В ситуациях, когда автомобиль заправляется топливом низкого качества, но альтернативных вариантов нет. Из-за этого ЕГР двигателя будет загрязняться в разы быстрее, но его замена — процедура довольно дорогостоящая.

В том числе блокировка клапана выполняется в том случае, если замечены нарушения в алгоритме работы СРОГ. Все это делается для того, чтобы минимизировать риск новых неполадок в других узлах. Однако перед заглушкой детали, чтобы не делать это зря, рекомендуется выполнить ее прочистку и провести диагностику. Причина в том, что если клапан работает исправно, проблемы могут быть вызваны другими узлами или системами, хотя признаки неполадок будут теми же.

Клапаны системы рециркуляции отработавших газов (EGR) и датчики температуры отработавших газов (EGTS)

Клапаны EGR и датчики EGTS являются частью систем управления двигателем (EMS) DENSO, в которых используются оригинальные технологии DENSO. Какую же роль они играют в создании самых совершенных систем EMS?

КЛАПАНЫ СИСТЕМЫ РЕЦИРКУЛЯЦИИ ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ

Типы
• С шаговым электродвигателем
• Электромагнитный
• С электродвигателем постоянного тока

Особенности и преимущества
• Быстрота реакции: оптимальная регулировка подачи отработавших газов при любых температурах двигателя и рабочих условиях.
• Точность: встроенный датчик положения обеспечивает более точную регулировку подачи отработавших газов, что повышает общий уровень точности системы.
• Долговечность: снижение давления и уменьшение потока отработавших газов обеспечивает стойкость к углеродной коррозии и увеличивает срок службы.
• Снижение токсичности отработавших газов: уменьшается содержание оксидов азота (NOx).

Принцип работы

Низкая токсичность отработавших газов напрямую зависит от качества и эффективности клапана EGR. Именно он выполняет смешивание отработавших газов двигателя с впускным воздухом, в котором после этого уменьшается концентрация кислорода и снижается скорость сгорания. Из-за снижения концентрации кислорода во впускном воздухе происходит уменьшение температуры сгорания и сокращение уровня содержания вредного оксида азота (NOx).

• Впускной и выпускной коллекторы соединены небольшим каналом, в котором и установлен клапан EGR, осуществляющий регулировку объема отработавших газов, поступающих обратно во впускной коллектор.

• При работе двигателя на холостом ходу клапан EGR закрыт и подача отработавших газов во впускной коллектор отсутствует. Клапан EGR остается закрытым до тех пор, пока двигатель не прогреется и не начнет работать под нагрузкой. По мере увеличения нагрузки и температуры сгорания клапан EGR открывается и начинает подавать отработавшие газы обратно во впускной коллектор.

• Современные технологические достижения в области рециркуляции и каталитической нейтрализации отработавших газов позволяют добиться снижения токсичности выхлопа даже при работе двигателя на обедненной смеси. 

Электронный блок управления (ЭБУ) оценивает информацию, полученную от датчиков, во всех режимах работы двигателя. Затем выполняется открытие/закрытие клапана EGR для подачи отработавших газов во впускной воздух, что приводит к уменьшению концентрации в нем кислорода и снижению скорости сгорания. В результате происходит снижение температуры сгорания, за счет чего ограничивается образование вредного оксида азота (NOx). Современные технологические достижения в области рециркуляции и каталитической нейтрализации отработавших газов позволяют добиться снижения токсичности выхлопа даже при работе двигателя на обедненной смеси.

• Увеличение объема рециркуляции отработавших газов позволяет ограничить образование NOx до определенной степени. Чрезмерный объем рециркуляции отработавших газов приводит к неполному сгоранию топлива и повышению содержания сажевых частиц. Требуется одновременно достичь противоположных целей: ограничить образование NOx и снизить содержание сажевых частиц. Для этого необходима высокая точность управления рециркуляцией отработавших газов.

• Компания DENSO применяет клапаны EGR с электронным управлением, которые взаимодействуют с электронной дроссельной заслонкой.

ДАТЧИКИ ТЕМПЕРАТУРЫ ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ

Принцип работы

Датчик температуры отработавших газов (EGTS) устанавливается перед окислительным каталитическим нейтрализатором дизельного двигателя (DOC) и/или перед сажевым фильтром дизельного двигателя (DPF). Этот датчик измеряет температуру отработавших газов и передает измеренное значение в виде сигнала напряжения в ЭБУ двигателя. Получая эти сигналы, ЭБУ контролирует условия работы двигателя и обеспечивает эффективное снижение токсичности отработавших газов. 

Благодаря повышенной точности измерения датчиков EGTS обеспечивается точное управление впрыском топлива для дожигания и точная оценка количества сажи в фильтре DPF, что, в свою очередь, способствует более эффективной регенерации фильтра DPF. Результатом является снижение токсичности отработавших газов и повышение топливной экономичности, так как для процесса регенерации используется меньше топлива. Помимо этого обеспечивается контроль температуры каталитического нейтрализатора для защиты от перегрева и ухудшения его рабочих характеристик.

Статистическая информация о продукте

Датчики EGTS
• 11 каталожных номеров, заменяющих 46 оригинальных каталожных номеров для 211 применений и более 4 миллионов транспортных средств.
• Линейка охватывает модели BMW, которые оснащаются исключительно датчиками DENSO.
• Высокая точность контроля работы двигателя позволяет увеличить его рабочие характеристики при снижении выброса вредных веществ и расхода топлива.
• Быстрота реакции сочетается с небольшими размерами и компактностью.
• Диапазон измеряемых температур: от -40 до 1000 °C, точность измерения: в пределах ±10 °С от фактической температуры. Изменение показаний от комнатной температуры до 1000 °C занимает менее 7 секунд.
• Конструкция датчиков EGTS компании DENSO, исполненных в виде одинарной трубки, позволяет уменьшить их размер на 90 % по сравнению с традиционными аналогами и обеспечивает самую быструю реакцию.
• Устойчив к воздействию вибрации даже при установке в непосредственной близости от двигателя.
• Предлагаются датчики с различным временем реакции и диапазоном измеряемой температуры.

Клапаны EGR
• 6 каталожных номеров, охватывающих 51 применение и более 2 миллионов транспортных средств.
• Линейка включает три типа клапанов: с шаговым электродвигателем, с электромагнитным приводом, с электродвигателем постоянного тока.
• DENSO – единственный бренд, поставляющий оригинальные клапаны EGR для ряда применений, таких как Toyota Corolla.
• Усовершенствованная технология DENSO обеспечивает оптимальное регулирование потока отработавших газов и сокращение выброса NOx при любой температуре двигателя, во всех режимах работы.
• Встроенный датчик положения позволяет более точно регулировать подачу отработавших газов, что повышает точность системы.
• Исключительная долговечность: снижение давления и уменьшение потока отработавших газов обеспечивает стойкость к углеродной коррозии и увеличивает срок службы.

А знаете ли вы?

• В 1975 году компания DENSO представила первый в мире датчик температуры отработавших газов.
• В 1998 году специалисты DENSO создали датчик температуры отработавших газов, обладавший лучшей в мире быстротой реакции, что позволило создать систему управления с обратной связью для контроля температуры отработавших газов. Этот датчик стал самым компактным в мире. Его объем на 90 % меньше объема обычного датчика EGTS компании DENSO.

Как очистить клапан EGR и дроссельный узел?

Продолжаем разбираться, как изменился процесс смесеобразования в ДВС и как это сказалось на работе и ремонтопригодности моторов.

Мы много общаемся с обычными автовладельцами и мастерами сервисов различного уровня, потому получаем много отзывов или вопросов. За многие годы активного сотрудничества с потребителями, проведения всевозможных тестов продукции, мы наработали огромную базу историй ремонта самых разных автомобилей. Сегодня мы продолжаем серию публикаций о распространенных проблемах современных двигателей. Ни в коем случае не хотим высказывать претензии автопроизводителям. Вся информация собрана при личном общении, изучении форумов и на собственном опыте экспертов LAVR.

Сегодня мы разберем, как разгорячились моторы за последние 20 лет, какие перемены претерпел процесс смесеобразования внутри ДВС, а также как это сказалось на работе и ремонтопригодности.


Система рециркуляции выхлопных газов

В прошлой статье мы говорили о том, что за последние 20 лет двигатели становятся более легкими, экологичными, но при этом более мощными. Для этих целей производители силовых агрегатов увеличили рабочую температуру, что вполне предсказуемо ударило по темпам деградации масла, старения пластиковых и резиновых деталей мотора, а также повысило износ цилиндропоршневой группы. Управляемый термостат не слишком повлиял на ситуацию, потому что система охлаждения обладает инертностью, она не успевает за увеличением температуры мотора, которая под нагрузкой оказывается выше оптимальной.

Для решения проблемы автоконцерны предложили внедрение клапана рециркуляции выхлопных газов, он же клапан EGR. Он установлен на большинстве автомобилей после 2010 года выпуска. На современных моторах клапан EGR управляется электронно от ЭБУ, поэтому может осуществлять полное или частичное открытие рециркуляционного тракта.

Изначально система EGR воспринималась как экологическое новшество, снижающее токсичность выхлопа, а конкретно содержание оксидов азота, которое возросло вместе с ростом рабочей температуры моторов. Однако это справедливо для дизелей, а для бензиновых двигателей основная задача системы EGR — именно снижение температуры внутри камеры сгорания на средних нагрузках: часть кислорода замещается отработавшими газами, градусы внутри камеры сгорания падают. Для производителей тотальное введение рециркуляции выхлопных газов стало решением, убившим двух зайцев, а для многих российских автомобилистов – просто необязательной деталью, которую, как катализатор, можно вырезать.

Разберемся с проблемами, которые добавило появление EGR автовладельцам. В России на многих современных автомобилях этот элемент системы уже после 20 000 км пробега начинает сбоить. По данным опытных сервисменов, которые проходили обучение в дилерских центрах Европы, там проблема стоит не так остро: естественный механический износ клапана обычно наступает после 60 000 – 80 000 км пробега. Все зависит от качества топлива, которое способствует увеличению сажи в выхлопе.

Получается, что из-за низкосортного бензина применение EGR приводит к попаданию большого количества сажи из выхлопных газов во впускную систему. Ускоренный износ поршневых колец, забивание каналов, а также неполное сгорание с еще большим образованием сажи – вот чем это чревато. Сажа вместе с маслом (о том, откуда масло в выхлопе, мы писали в предыдущей статье) оседает на штоке клапана, стенках, самой магистрали, впускном коллекторе и находящихся внутри него датчиках, что приводит к нестабильной работе мотора, а также поломке EGR. Круг замкнулся.

Простая иллюстрация: надежный японский мотор 1KD-FTV. Вариант Евро-3 имеет небольшой объём рециркуляции отработавших газов, а ресурс двигателя официально составляет более 500 000 км. Этот же силовой агрегат в более экологичном исполнении, где отработавшими газами замещается почти весь избыточный воздух, из-за ускоренного износа ЦПГ имеет ресурс 100 000-150 000 км. Таких примеров десятки.

Очевидное решение – периодически чистить клапан с его каналами, но для большинства машин это сделать довольно сложно, поэтому сажа копится. Клапан EGR может прогореть, но до этого доходит редко только у автомобилей, где сама его конструкция невероятно надежна. Самая частая поломка EGR — клин в каком-то одном положении. Открытое положение чревато тем, что все отходы горения прямиком летят внутрь цилиндров, особенно на высоких оборотах или при большой нагрузке. Закрытый клапан передает «мозгам» некорректные показания, а те на основе этих данных могут вносить изменения в работу других систем двигателя.

Другой вариант — клапан начинает двигаться рывками. Исправный клапан EGR должен обеспечивать плавное перемещение штока, но, если он «скачет», информация передается на ЭБУ, а система работает некорректно. Бывают машины, где соленоид движется за счет шагового электропривода, он тоже может выйти из строя, как и вся цепь управления его работой.

Что еще усугубляет ситуацию? Несвоевременное техобслуживание двигателя. Практически любые поломки влияют на процесс сгорания топлива, следовательно, на работу системы рециркуляции газов. Сюда же — замена фильтров или масла с большими интервалами, использование низкосортного или контрафактного лубриканта, отсутствие промывки системы смазки. Третья причина – режим эксплуатации, особенно вредны короткие поездки, свойственные для города или стояние в пробках.

Вишенка на торте – сложность диагностики и поиска причины выхода из строя этого узла. Симптомов, характерных именно для неполадок EGR, нет, а до его проверки дело доходит далеко не в первую очередь.

Многие автовладельцы, заимев проблемы с EGR, узнают стоимость ремонта и предпочитают заглушить клапан. Тоже вариант, хоть не слишком экологичный. Нюанс в том, что делать это нужно правильно, чтобы ДМРВ с датчиком кислорода не оценили ситуацию как слишком большой расход воздуха, иначе ЭБУ даст команду корректировать топливную смесь для наращивания впрыска топлива.

Как можно продлить жизнь EGR? Во-первых, следить за исправностью двигателя, соблюдать адекватные режимы работы. Во-вторых, регулярно осуществлять профилактику, особенно важна промывка масляной системы. В-третьих, очень важно заправляться только на проверенных АЗС, потому что некачественное горючее — это самый злейший враг клапана рециркуляции отработанных газов. Не лишними будут меры по улучшению качества топлива и качества сгорания рабочей смеси. В ассортименте LAVR для этих целей есть Октан-корректор, Цетан-корректор, а также универсальный Усилитель моторного топлива.


Дроссельная заслонка

Еще один элемент автомобиля, который подвержен очень быстрому загрязнению сажей, маслом или пылью – это дроссельная заслонка. На процесс загрязнения дроссельного узла влияет состояние двигателя, свежесть воздушного фильтра, а также работа системы рециркуляции. Ведь в большинстве случаев выхлопные газы направляются обратно внутрь цилиндров через дроссельную заслонку. Обычно загрязнения узла копятся довольно долго – не меньше 100 000 км, но в случае некорректной работы EGR процесс загрязнения дроссельной заслонки сильно ускоряется.

Симптомы критического загрязнения дроссельного узла не слишком показательны: троение, заторможенная реакции на педаль газа, ошибки при подаче воздуха, рост расхода топлива.

Однако есть хорошая новость. Дроссельный узел довольно легко вскрыть, чтобы почистить. Для этого есть специальная автохимия, которая несколько минут смывает нагар с масляным налетом: например, Очиститель дроссельной заслонки от LAVR.

Для чего нужен клапан ЕГР (РВГ) на дизеле и нужен ли он вообще?


Ну вот мы и добрались до этого чудесного изобретения человечества. Венца высоких технологий, созданного в неравной борьбе корпораций за экологию за твои деньги, но в прочем…

САБЖ — страшная хреновина с трубочками, а то и с проводочками, внедрённая в твой дизель, то ли по воле завода и изготовителя, то ли Управления по борьбе с вредоносными выбросами США .

Сталкиваясь каждый день с владельцами дизельных машин, и механиками которые многозначительно рассуждают на тему необходимости клапана ЕГР в дизеле, что без него движок будет долго прогреваться, что программа управления в двигателе не рассчитана на работу без клапаночка и что совсем уж грустно автомобиль просто перестанет ехать без клапана ЕГР. Я решил написать эту статью, чтобы развеять некоторые заблуждения по этому вопросу.

Когда то знакомясь с системами современных автомобилей и получая информацию от тех же механиков и автовладельцев, я то же уверовал в непоколебимость клапана ЕГР, и его участие в тайных алгоритмах работы дизеля и его бесспорную необходимость в движке. Но шло время, менялись источники информации, появился опыт работы с системами современных автомобилей и эта непоколебимая вера пошатнулась, а за тем пропала вовсе. Так давайте начнём по порядку.

Так как же появился клапан ЕГР и зачем он нужен.
Первые серийные автомобили оснащённые клапаном ЕГР появились на дорогах в 70х годах прошлого века. Что же делает этот клапан на самом деле и как выглядел его первый вариант? Ответ простой. Главная задача системы EGR ( Exhaust gas recirculation — ЕГР), а по нашему системы рециркуляции выхлопных газов, заставить топливо гореть при более низких температурах за счёт уменьшения количества кислорода в воздухе поступающем в цилиндры путём подмешивания в этот воздух выхлопных газов. А за чем это нужно? спросите вы. А ответ будет такой: NOx — окислы азота. Группа вредных веществ образующихся в результате горения чего либо в атмосфере. Считается, что повышение максимальной температуры в зоне горения свыше 1850 К (около 1576 градусов Цельсия) приводит к недопустимо высоким выбросам NOx. Ты уже догадался зачем оно надо? 🙂 …

Первые клапаны ЕГР собственно не были клапанами, это были простые отверстия соединяющие выпуск со впуском, но при таком подходе появлялись проблемы с холостыми оборотами и значительными потерями в мощности двигателя. Для того чтобы исключить это негативное влияние отверстие превратилось в клапан и не просто клапан, а клапан управляемый, на первых порах механически и вакуумом а в последствии электроприводами или тем же вакуумом но с электронным регулированием. За частую современные клапана ЕГР оснащают обратной связью (всякими датчиками положения) для контроля работоспособности системы.

Так давай посмотрим на известные положительные и отрицательные эффекты использования систем рециркуляции отработавших газов. В бензиновых двигателях есть как те, так и другие, в дизелях же кроме снижения до 50% выбросов NOx один вред… В бензиновых двигателях существует эффект потерь энергии на дросселирование (насосные потери), клапан ЕГР снижает этот эффект на малых и частичных нагрузках и позволяет повысить топливную экономичность и эффективность ДВС. В дизелях этого эффекта нет. Описанный выше эффект является наверное единственным значимым поводом использования клапана ЕГР помимо его экологического назначения. В остальном понижение температуры горения смеси приводит к увеличению выброса CO для бензиновых двигателей и сажи в дизелях.
В общем существует некий компромисс между уменьшением выброса окислов азота и вредными последствиями снижения температуры горения в цилиндрах ДВС. Кстати появление сажевых фильтров на дизельных двигателях отчасти связано с использованием клапана ЕГР.
А теперь как говориться все «прелести». При не полном закрытии (неисправности) клапана значительное снижение мощности дизеля. Увеличенное образование сажи, нагара на впускных системах, вихревых заслонках, клапанах, коллекторах, вплоть до уменьшения сечения впускного коллектора до критических размеров (можно выгребать ложкой).

Снижение мощности двигателя, увеличение расхода топлива. Уменьшение срока службы масла, за счёт запредельного содержания сажи. Уменьшение общей надёжности ДВС из за сложности систем рециркуляции. В общем получается достаточно печальная картина.

В нашем техцентре, да и в других автосервисах существует такая услуга как заглушить клапан ЕГР на дизельном двигателе. С помощью этой процедуры перекрывается канал клапана ЕГР, а его электрическая часть (обратная связь) остаётся в рабочем состоянии для избежания возникновения кодов неисправности в ЭБУ ДВС, т.е. глушение клапана возможно только при исправной электрической части. Если клапан ЕГР вышел из строя, не исправна электрическая составляющая, возникает вариант ставить новый клапан ЕГР и глушить канал, либо переходить к программному удалению. Метод программного отключения системы рециркуляции отработавших газов на дизеле (изменение программы управления двигателем) , при котором клапан всегда остаётся в закрытом положении и не играет роль его функциональность, т.е. для ЭБУ его не существует и он не мешает мотору работать. Рекомендовать эти процедуры пожалуй стоит, но выбор всегда за владельцем автомобиля: что загрязнять? — окружающую среду или свой движок. 🙂 Стоимость работы по блокировке клапана ЕГР, при исправном клапане, самая бюджетная. Стоимость блокировки клапана при неисправной электрической составляющей (установка нового клапана с блокировкой канала) соразмерна с удалением клапана на программном уровне. Мнение РСВ Сервис основывается на практике, большое количество ремонтов двигателей связано именно с неисправностью системы ЕГР и эта поломка не зависит от владельца автомобиля или водителя, если они самостоятельно не занимались улучшательством. Если система ЕГР перестает правильно работать, как задумали инженеры на заводе, наступает момент для принятия решением владельцем автомобиля, если оставить неисправную систему, следом за ней выйдет из строя двигатель, а это дорогой ремонт. Если ремонтировать, то как именно, вариантов несколько, установка исправной БУ запчасти, установка новой запчасти, устранение системы на электронном уровне. Решение принимает владелец автомобиля, наша задача реализовать принятое решение на практике.


Понимая ущербность этих систем и имея на горизонте экологические нормы ЕВРО 6 производители дизельных двигателей склоняются к химическому решению проблемы NOx. В частности системы с использованием химических нейтрализаторов окислов азота например AdBlue. Но к сожалению эти системы достаточно дороги и сложны для их массового производства так что клапан ЕГР пока самое распространённое средство борьбы c выбросами NOx.
Остаётся надеяться что конструкторы современных систем ДВС придумают способ борьбы с вредными выбросами, который массово заменит клапан ЕГР. А пока выбор за тобой.
Так глушим, или нет? 🙂

Существует способ удаление ЕГР на программном уровне из ЭБУ двигателя. Звоните в РСВ Сервис, уточняйте детали удаления ЕГР: для стандарта Евро 4, для стандарта Евро 5.

Последнее поступления в нашу копилку знаний из практики ремонта автомобиля Мицубиси Паджеро 4, 2010 года выпуска, двигатель 4M41 3.2D Di-DC. Клиент обратился с просьбой разобраться с загоревшейся лампой неисправности двигателя.


В результате диагностики обнаружен букет ошибок и неисправная топливная форсунка, параметры работы которой вышли за пределы коррекции. Причина вылезла при частичной разборке автомобиля и внимательном осмотре впускного коллектора.

Картина «маслом»! 250 тысяч километров пробега — это просто отлично! Клапан ЕГР не заглушен, результат на лицо. Заменили форсунку топливную, заглушили клапан «егорку», отправили клиента до новых встреч на плановом техническом обслуживании.

Всем добра! С уважением РСВ Сервис! Удачи на дороге!

#автосервисрсв
#ремонтдизелей

Для чего нужен клапан EGR? — Официальный автосервис

ЕGR — система рециркуляции отработавших газов. Из названия понятно, что при своей работе данная система возвращает часть отработавших газов из выпускного во впускной коллектор. Основная задача системы — снижении токсичности выхлопа в режимах прогрева и резкого ускорения двигателя, который на данных режимах работает на обогащённой топливной смеси.

Из чего состоит клапан EGR?

1) основная часть — клапан EGR. Обеспечивает перепускание газов из выпускного во впускной коллектор. По причине постоянного контакта с раскалёнными газами — наименее живучая часть системы. Основная, она-же и самая главная неисправность — негерметичность. В разных модификациях системы EGR может управляться как электрически (большая часть автомобилей GM), так и пневматически ( основная масса автомобилей ) .

2) соленоид EGR. Применяется в системах с пневматическим управлением клапаном.

Неисправность клапана EGR.

Вот признаки, которые могут указывать на неисправность клапана рециркуляции отработанных газов:

  • Автомобиль начинает набирать скорость рывками
  • На холостом ходу начинают возникать колебания
  • Водитель ощущает потерю мощности
  • На приборной доске возможно появление значка «Check Engine» (Чек двигателя – аварийная программа работы двигателя)
  • В выхлопных газах повышается уровень оксида азота
  • Черный дым из выхлопной трубы
  • Повышенный расход топлива

Симптомы неисправности клапана EGR.

И во всех случаях из-за снижения количества кислорода в поступающем в двигатель воздухе, нарушается горение топливной смеси в цилиндрах двигателя. В общем зависимость очень сложная и поэтому неисправность системы EGR на разных моделях автомобилей проявляется по-разному. Большое значение имеет количество поступающих во впускной коллектор отработавших газов (т.е. величина открытия клапана EGR), общее состояние двигателя (износ свечей зажигания, проблемы топливного насоса или забитость топливных форсунок…), частота вращения и нагрузка на двигатель.

Почему падает мощность с неисправным EGR?

Дело в том, что любой блок управления двигателем имеет программу, по которой он стремится стабилизировать частоту оборотов холостого хода и состав топливной смеси. Причём величина регулирования степени открытия/закрытия исполнительного механизма системы регулирования оборотов холостого хода и длительность времени впрыска имеют вполне понятные пределы.

Когда блоку управления удаётся стабилизировать холостой ход, на переходных режимах он не справится с необходимой коррекцией состава смеси, так-как нажатие на педаль акселератора приведёт к возрастанию давления в выпускном коллекторе и увеличению количества поступающих во впускной коллектор отработавших газов, которые не содержат необходимого для горения кислорода.

На данном этапе всё это будет ухудшать разгонную динамику автомобиля, возможно появление провалов и рывков при движении. Но дальше картина неисправности будет меняться. Дело в том, что раскалённые газы взаимодействуя с масляным туманом во впускном коллекторе (если вы забыли откуда он там берётся я напомню о системе вентиляции картера, клапане PCV), приведут к усилению нагарообразования на внутренних частях коллектора, отложению нагара на впускных клапанах, повышенному загрязнению наружных частей распылителей топливных форсунок и появлению копоти на изоляторах свечей зажигания.

Всё это скажется на пусковых характеристиках двигателя и нестабильных оборотах холостого хода, причём возможно как дёрганье и пропуски зажигания, так и плавание оборотов. При резком нажатии на газ возможно появление вспышек во впускном коллекторе.

Чистка клапана EGR.

Если есть подозрение на неисправность клапана рециркуляции отработанных газов, его следует проверить в первую очередь на возможное загрязнение. Если внутри клапана будут обнаружены тяжелые отложения сажи, то это явно указывает на возможную причину неправильной работы клапана EGR (ЕГР). К счастью, в большинстве случаев вы можете очистить клапан, вернув ему работоспособность.

Что такое УГР? UGR расшифровывается как Unified Glare Rating

.

ЕДИНЫЙ РЕЙТИНГ ЯРКОСТИ (UGR)

Введение в UGR

UGR расшифровывается как Unified Glare Rating. Это объективная мера ослепления, которая используется дизайнерами по свету, чтобы помочь контролировать риск того, что жители здания испытают блики от искусственного освещения.

Диапазон значений

UGR от 40 (очень сильная ослепленность) до 5 (очень слабая засветка).В большинстве случаев чем меньше бликов, тем лучше, поэтому низкий UGR лучше, чем высокий UGR.

Международные стандарты, такие как EN12464, рекомендуют максимальные UGR для различных ситуаций. UGR <19 рекомендуется для многих офисных и учебных помещений.

UGR измеряется для установки, а не для осветительной арматуры. Однако конструкция осветительной арматуры может существенно повлиять на UGR установки, в которой она используется.

Что такое УГР?

UGR — это выражение относительной интенсивности света от осветительной арматуры по сравнению с интенсивностью света из окружающей области, воспринимаемой зрителем.

UGR можно рассчитать только для установки внутреннего освещения. Его нельзя рассчитать для наружной установки (например, уличного освещения), и его нельзя рассчитать для осветительной арматуры самостоятельно.

Вот формула для расчета UGR. Это не так сложно, как кажется, поэтому следуйте примечаниям, и вы получите более четкое представление об этом важном показателе качества осветительной установки.

Как рассчитывается UGR?

UGR рассчитывается в широко используемых программах проектирования освещения, таких как Relux, Dialux и AGi32.

Данные, которые необходимо ввести, включают фотометрические файлы светильников, которые будут использоваться в схеме освещения, геометрию помещения, отражательную способность поверхности, а также количество и расстояние между светильниками. На основе этих данных программное обеспечение для проектирования освещения рассчитает UGR.

Как уменьшить UGR установки?

Есть несколько шагов, которые вы можете предпринять во время проектирования установки, чтобы уменьшить UGR:

  • Учитывайте положение людей в комнате по отношению к расположению осветительной арматуры.Например, если планировка класса известна, расположите источники света так, чтобы они не попадали прямо в поле зрения учеников, когда они смотрят на учителя.
  • Рассмотрим выбор осветительной арматуры.
    • Если они подвешены, могут ли они быть подвешены на меньшей высоте?
    • Не могли бы вы представить компонент верхнего света? Проецирование света на потолок уменьшит контраст между светильниками и фоном, и это уменьшит UGR.
    • Для потолочных светильников выбирайте светильники с более узким углом луча.Это уменьшит яркость света, воспринимаемую зрителем. Будьте осторожны — это может снизить однородность, поэтому подумайте о снижении мощности и добавлении дополнительных фитингов, чтобы противодействовать этому.
    • Рассмотрите возможность использования фурнитуры, в которой источник света или светоизлучающая поверхность (например, диффузор) утоплены за лицевой панелью.

Таким образом, для уменьшения UGR необходимо:

  • Увеличить яркость фона
  • Уменьшить яркость светильника, видимого зрителю (сузить угол луча или уменьшить мощность)
  • Расположите светильники под углом от зрителя, чтобы они не светили им в глаза
  • Избегайте размещения арматуры в непосредственной близости от зрителя.

Что такое светильник UGR <19?

Строго говоря, такого нет.UGR относится к установке, а не к осветительной арматуре. Однако многие производители продают осветительные приборы, обозначенные как «UGR <19» - что это значит?

Это означает, что продукт имеет распределение света, которое поможет проектировщику освещения обеспечить UGR <19, если светильник используется на типичных высотах и ​​расстояниях в среде, для которой он предназначен. Следовательно, нет никакой гарантии, что использование осветительной арматуры «UGR <19» в офисе или учебном классе (например) приведет к UGR <19, но ваши шансы будут увеличены за счет выбора светильников с соответствующим распределением освещения.

Вообще говоря, фитинги, для которых сделано заявление «UGR <19», будут иметь сильный нисходящий компонент, небольшой боковой выход (поэтому угол луча относительно узкий), а некоторые могут иметь восходящий компонент.

Какие рекомендуемые уровни UGR?

BS EN12464 Свет и освещение — освещение рабочих мест , рекомендует максимальные уровни UGR для различных применений. В целом, в стандарте перечислено более 280 различных типов рабочих зон практически во всех типах рабочей среды, от классных комнат, офисов и больничных палат до крытых автостоянок и промышленных помещений.Краткое изложение рекомендаций BS EN12464 приведено ниже.

Обязательны ли определенные значения UGR? Являются ли они требованием закона?

Нет. Реализация уровней UGR в BS EN12464 не является юридическим требованием. Это только рекомендации, но их следование обычно считается хорошей практикой.

Из лучших побуждений дизайнер освещения мог выбрать оборудование и спроектировать схему освещения для достижения определенного значения UGR. Затем, когда это было реализовано, изменение выбора краски для потолка и изменение положения столов или высоты сиденья могло привести к тому, что обитатели комнаты увидели UGR, отличный от того, который был разработан.

Однако это не означает, что UGR следует игнорировать. Отнюдь не. По-прежнему будет хорошей практикой выбирать светильники, распределение света которых имеет тенденцию к снижению UGR, и, например, использование подвесных светильников с верхним светом будет хорошим способом сделать это.

Сводка максимальных уровней UGR, рекомендованных BS EN12464

BS EN 12464 рекомендует максимальные уровни UGR для различных рабочих сред.

Пределы UGR для внутренних помещений, задач и мероприятий

BSEN12464 стол

Вид области, задачи или деятельности (кол-во подразделений)

Максимальный UGR

5.1

Зоны движения внутри зданий (4)

25–28

5,2

Комнаты отдыха, санитарии и первой помощи (6)

16-25

5,3

Пункты управления (2)

19-25

5.4

Склады и холодильные камеры (2)

25

5,5

Складские стеллажи (4)

22

5,6

Промышленная деятельность и ремесла — Сельское хозяйство (4)

25

5.7

Промышленная деятельность и ремесла — пекарни (2)

22

5,8

Промышленная деятельность и ремесла — Цемент, цементные изделия (4)

25–28

5,9

Промышленная деятельность и ремесла — Керамика, плитка и т. Д. (7)

16–28

5.10

Промышленная деятельность и ремесла — Химическая промышленность, пластмасса и т. Д. (8)

16–28

5,11

Промышленная деятельность и ремесла — Электрика и электроника (6)

16-25

5,12

Промышленная деятельность и ремесла — Продукты питания, элитные продукты питания (8)

16-25

5.13

Промышленная деятельность и ремесла — Литейное производство и литье (11)

22-25

5,14

Промышленная деятельность и ремесла — Парикмахерские (1)

19

5,15

Промышленная деятельность и ремесла — Ювелирные изделия mfg.(4)

16-19

5,16

Промышленная деятельность и ремесла — Прачечные, химчистка (4)

19-25

5,17

Промышленная деятельность и ремесла — Кожа, изделия из кожи (9)

16-25

5.18

Промышленная деятельность и ремесла — Металлообработка (14)

19-25

5,19

Промышленная деятельность и ремесла — Бумага (3)

22-25

5,20

Промышленная деятельность и ремесла — Электростанции (5)

16–28

5.21

Принтеры (5)

16-19

5,22

Промышленная деятельность и ремесла — Прокатные станы, чугун, сталь (9)

22–28

5,23

Промышленная деятельность и ремесла — Текстиль (13)

19–28

5.24

Промышленная деятельность и ремесла — Транспортные средства (6)

19-22

5,25

Промышленная деятельность и ремесла — Дерево (9)

19–28

5,26

Офисы (7)

16-25

5.27

Торговое помещение (3)

19-22

5,28

Места массовых собраний, общие площади (4)

22-15

5,29

Места массовых собраний — Рестораны и гостиницы (7)

19-25

5.30

Места массовых собраний — Театры, кинотеатры и др. (4)

22

5,31

Места общественных собраний — Ярмарки и выставки (1)

22

5,32

Места массовых собраний — Музеи (2)

н / д

5.33

Места массовых собраний — Библиотеки (3)

19

5,34

Места общественных собраний — Крытые общественные автостоянки (5)

19-25

5,35

Учебные помещения — детский сад, игровая школа (3)

19-22

5.36

Учебные помещения — Учебные корпуса (26)

16-25

5,37

Медицинские помещения — Помещения общего пользования (8)

22

5,38

Медицинские помещения — Комнаты для персонала (2)

19

5.39

Помещения здравоохранения — Палаты, родильные дома (6)

19-22

5,40

Медицинские помещения — Осмотровые кабинеты (общие) (2)

19

5,41

Помещения здравоохранения — Кабинеты для осмотра глаз (2)

19

5.42

Медицинские помещения — Кабинеты осмотра уха (2)

19

5,43

Медицинские помещения — Сканерные кабинеты (2)

19

5,44

Медицинские помещения — Родильные залы (2)

19

5.45

Медицинские помещения — Лечебные кабинеты (общие) (6)

19

5,46

Медицинские помещения — Операционные (3)

19

5,47

Помещение здравоохранения — Отделение интенсивной терапии (4)

19

5.48

Медицинское помещение — Стоматологи (4)

19

5,49

Медицинские помещения — Лаборатории и аптеки (2)

19

5,50

Медицинские помещения — Комнаты дезактивации (2)

22

5.51

Медицинские помещения — Вскрытие и морги (2)

19

5,52

Транспортные зоны — Аэропорты (11)

16-25

5,53

Транспортные площади — Железнодорожное оборудование (11)

19–28

Исследователи из UGR разработали датчик, который может обнаруживать проблемы с почками путем анализа мочи

Новый датчик используется для быстрого и простого измерения уровня креатинина пациента в лаборатории.Количество креатинина — метаболита, присутствующего в моче, — указывает на то, как функционируют почки

На сегодняшний день в большинстве лабораторий используется методика, разработанная в 1886 году (немецким патологом Максом Яффе) для обнаружения этого метаболита

Исследователи из Университета Гранады (UGR) разработали новый датчик, который может быстро и легко измерять уровень креатинина пациента в лаборатории. Количество креатинина — метаболита, присутствующего в моче, — используется для диагностики функции почек.

В наши дни измерение уровня креатинина в моче — обычная процедура в лабораториях клинического анализа. Типичный метод проведения этого теста — метод, разработанный немецким патологом Максом Яффе в 1886 году. Фактически, это единственный метод клинического анализа того периода, который все еще используется в современной лаборатории. Хотя этот метод не лишен недостатков, таких как отсутствие специфичности, он, тем не менее, быстрый и дешевый. Однако поиски новых процедур для измерения креатинина представляют интерес.

Нормальная концентрация креатинина в моче составляет от 0,7 до 1,2 мг / дл. Любой результат выше или ниже этого может указывать на какой-либо тип проблемы с почками или потерю или разрушение мышечной ткани.

Одноразовый датчик

Исследовательская группа ECsens UGR при Департаменте аналитической химии разработала одноразовый датчик, который быстро и легко измеряет концентрацию креатинина в образцах мочи в лаборатории. Требуются только небольшие объемы мочи и реагентов.

Датчик представляет собой мембрану из поливинилхлорида (ПВХ), содержащую реагенты, необходимые для выполнения измерения. Когда датчик вводится в мочу, он меняет цвет с желтого на оранжевый в зависимости от концентрации креатинина в образце. В отличие от метода Яффе, на реакцию мембраны не влияют другие компоненты мочи, благодаря использованию молекулы под названием каликс [4] пиррол , которая способна специфично определять креатинин.

Когда датчик подготовлен к использованию, технический специалист может рассчитать концентрацию креатинина в моче на типичных уровнях с точностью до 6%, просто вставив мембрану и подождав 3 минуты перед измерением цвета.Этот метод экологически безопасен, поскольку требует очень небольшого количества реагентов и генерирует мало отходов.

Исследование было опубликовано ACS Sensors , исследовательским журналом Американского химического общества.

Библиография:

Оптический датчик на основе ионофора для определения креатинина в моче

Мигель М. Эренас, Инмакулада Ортис-Гомес, Игнасио де Орбе-Пая, Даниэль Эрнандес-Алонсо, Пабло Баллестер, Паскаль Блондо, Франсиско Х.Андраде, Альфонсо Салинас-Кастильо, Луис Фермин Капитан-Валльви.

Датчики ACS 4 (2), 421–426 (2019)

DOI: 10.1021 / acssensors.8b01378

Подписи к фото:

Исследователи UGR, проводившие исследование

Изображение мембраны

Для СМИ:

Мигель Эренас Родригес

Кафедра аналитической химии, УГР

Электронная почта: erenas @ ugr.isImageCurrency}} {{fmtPrice}} {{/ isImageCurrency}}

{{/ priceRangeHidden}} {{/ showMorePriceLink}}

Партнерский запас
Отправка в течение 2-3 дней

{{уровень}}

{{#Тип упаковки}} {{#cutTape}} {{/ cutTape}} {{#reelLegend}} {{/ reelLegend}} {{/Тип упаковки}} {{тип}} {{/ pfObj}}

Новое партнерство с Farnell

Закрыть модальное окно

Проверьте наличие ниже

Номер детали Цена Наличие Тип

Извините, эта информация временно недоступна, повторите попытку позже.tlaFlagRef}} {{/ tlaFlagRef}} Система сбора энергии

RF на основе спиральной антенны Архимеда для маломощных датчиков

. 2019 16 марта; 19 (6): 1318. DOI: 10,3390 / s1

18.

Принадлежности Расширять

Принадлежности

  • 1 Departamento de Lenguajes y Ciencias de la Información, Universidad de Málaga, Малага 29071, Испания[email protected]
  • 2 Центр обработки информации и телекоммуникаций, Политический университет Мадрида, Мадрид 28040, Испания. [email protected]
  • 3 Departamento de Lenguajes y Ciencias de la Información, Universidad de Málaga, Малага 29071, Испания. [email protected]
  • 4 Departamento de Teoría de la Señal, Telemática y Comunicaciones, Universidad de Granada, Гранада 18071, Испания[email protected]
  • 5 Центр обработки информации и телекоммуникаций, Мадридский политический университет, Мадрид 28040, Испания. [email protected]
  • 6 Departamento de Teoría de la Señal, Telemática y Comunicaciones, Universidad de Granada, Гранада 18071, Испания. [email protected]
  • 7 Центр обработки информации и телекоммуникаций, Политехнический университет Мадрида, Мадрид 28040, Испания[email protected]
  • 8 Центр обработки информации и телекоммуникаций, Мадридский политический университет, Мадрид 28040, Испания. [email protected]
  • 9 Центр обработки информации и телекоммуникаций, Мадридский политический университет, Мадрид 28040, Испания. [email protected]
Бесплатная статья PMC

Элемент в буфере обмена

Антонио Алекс-Амор и др.Датчики (Базель). .

Бесплатная статья PMC Показать детали Показать варианты

Показать варианты

Формат АннотацияPubMedPMID

.2019 16 марта; 19 (6): 1318. DOI: 10,3390 / s1

18.

Принадлежности

  • 1 Departamento de Lenguajes y Ciencias de la Información, Universidad de Málaga, Малага 29071, Испания. [email protected]
  • 2 Центр обработки информации и телекоммуникаций, Политический университет Мадрида, Мадрид 28040, Испания[email protected]
  • 3 Departamento de Lenguajes y Ciencias de la Información, Universidad de Málaga, Малага 29071, Испания. [email protected]
  • 4 Departamento de Teoría de la Señal, Telemática y Comunicaciones, Universidad de Granada, Гранада 18071, Испания. [email protected]
  • 5 Центр обработки информации и телекоммуникаций, Мадридский политический университет, Мадрид 28040, Испания[email protected]
  • 6 Departamento de Teoría de la Señal, Telemática y Comunicaciones, Universidad de Granada, Гранада 18071, Испания. [email protected]
  • 7 Центр обработки информации и телекоммуникаций, Политехнический университет Мадрида, Мадрид 28040, Испания. [email protected]
  • 8 Центр обработки информации и телекоммуникаций, Мадридский политический университет, Мадрид 28040, Испания[email protected]
  • 9 Центр обработки информации и телекоммуникаций, Мадридский политический университет, Мадрид 28040, Испания. [email protected]

Элемент в буфере обмена

Полнотекстовые ссылки Опции дисплея CiteDisplay

Показать варианты

Формат АннотацияPubMedPMID

Абстрактный

В данной статье представлена ​​радиочастотная (RF) система сбора энергии на основе сверхширокополосной архимедовой спиральной антенны и полуволновой схемы умножителя Кокрофта-Уолтона.Доказано, что антенна работает в диапазоне от 350 МГц до 16 ГГц с выдающимися характеристиками. С его использованием измерения радиочастотного спектра были выполнены в Школе инженеров электросвязи (Политехнический университет Мадрида) для определения уровня мощности окружающих сигналов в двух различных сценариях: в помещении и на открытом воздухе. На основе этих измерений умножитель Кокрофта-Уолтона и согласующая сеть с сосредоточенными элементами разработаны для работы в диапазонах частот 800 МГц и 900 МГц. Чтобы исправить смещение частоты в цепи, представлена ​​модель схемы, которая учитывает различные паразитные элементы компонентов и печатной платы.Изготовленная схема при входной мощности 0 дБм показывает эффективность выпрямления 30%. Наконец, проводится тест с полной системой сбора радиочастотной энергии, чтобы проверить ее правильную работу. Таким образом, ВЧ-система размещается перед передающей антенной Вивальди на расстоянии 50 см. Накопительный конденсатор имеет заряд более 1,25 В, которого достаточно для работы датчика температуры, установленного в качестве питаемой нагрузки. Это демонстрирует пригодность системы сбора высокочастотной энергии для практических приложений с низким энергопотреблением.

Ключевые слова: Спиральная архимедова антенна; Множитель Кокрофта-Уолтона; сбор энергии; хранилище энергии; моделирование паразитарных элементов.

Заявление о конфликте интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Цифры

Рисунок 1

Используемые типы датчиков…

Рисунок 1

Некоторые типы датчиков, используемых в IoT.

Рисунок 1

Некоторые типы датчиков, используемых в IoT.

Рисунок 2

Полный обзор предлагаемых…

Рисунок 2

Полный обзор предлагаемой системы сбора энергии RF.

фигура 2

Полный обзор предлагаемой системы сбора энергии RF.

Рисунок 3

Архимедова спиральная антенна.

Рисунок 3

Архимедова спиральная антенна.

Рисунок 3

Архимедова спиральная антенна.

Рисунок 4

Текущее распределение по архимеду…

Рисунок 4

Распределение тока по спиральной антенне Архимеда в точке 0.35 ГГц ( a )…

Рисунок 4

Распределение тока по спиральной антенне Архимеда на 0,35 ГГц ( a ) и 10 ГГц ( b ).

Рисунок 5

Измеренный и смоделированный коэффициент отражения…

Рисунок 5

Измеренный и смоделированный коэффициент отражения (относительно 188 Ом) и вставка…

Рисунок 5.

Измеренный и смоделированный коэффициент отражения (относительно 188 Ом) и вставка для увеличения диапазона 800–900 МГц.

Рисунок 6

Трехмерная диаграмма направленности в дальней зоне при…

Рисунок 6

Трехмерная диаграмма направленности в дальней зоне на частоте 830 МГц.

Рисунок 6

Трехмерная диаграмма направленности в дальней зоне на частоте 830 МГц.

Рисунок 7

Прототип изготовленного «Архимеда»…

Рисунок 7

Прототип изготовленной архимедовой спиральной антенны.

Рисунок 7

Прототип изготовленной архимедовой спиральной антенны.

Рисунок 8

Спектральная мощность, приобретенная…

Рисунок 8

Спектральная мощность, получаемая спиральной антенной Архимеда в сценариях на открытом воздухе и в помещении…

Рисунок 8

Спектральная мощность, полученная спиральной антенной Архимеда в сценариях на открытом воздухе и в помещении (ширина полосы разрешения: 1 МГц).Отмечены наиболее подходящие диапазоны частот: 1 — FM, 2 — DTT, 3 — LTE-800, 4 — GSM-900, 5 — GSM-1800, 6 — LTE-2100, 7 — WiFi, 8 — LTE-2600, 9 — Wi-Fi.

Рисунок 9

Распределение регистрируемого спектрального…

Рисунок 9

Распределение полученной спектральной мощности вне помещения.

Рисунок 9

Распределение полученной спектральной мощности вне помещения.

Рисунок 10

Увеличить на 800/900 МГц…

Рисунок 10

Увеличьте масштабирование полос частот 800/900 МГц по спектру, полученному…

Рисунок 10.

Увеличьте масштаб диапазона частот 800/900 МГц по спектру, полученному спиральной антенной Архимеда (ширина полосы разрешения: 1 МГц).

Рисунок 11

Схема Архимеда…

Рисунок 11

Схема архимедовой спиральной антенны.

Рисунок 11.

Схема архимедовой спиральной антенны.

Рисунок 12

N -стадийный полуволновой множитель Кокрофта-Уолтона…

Рисунок 12

N -этапный полуволновой умножитель Кокрофта-Уолтона ( a ) и принцип его работы (…

Рисунок 12.

N — полуволновой множитель Кокрофта-Уолтона ( a ) и принцип его работы ( b ).

Рисунок 13

Расчетная процедура согласования…

Рисунок 13

Методика расчета согласующей цепи. Получение оптимального импеданса источника Z s…

Рисунок 13

Методика расчета согласующей цепи.Получение оптимального импеданса источника Zs ( a ) и реализация согласующей схемы ( b ).

Рисунок 14

Испытательная схема с паразитным…

Рисунок 14

Испытательная схема с моделированием паразитных элементов ( a ) и сравнение…

Диаграмма 14

Испытательная схема с моделированием паразитных элементов ( a ) и сравнением результатов измерения и моделирования ( b ).Измерение отклика в последней цепи отображается красным цветом.

Рисунок 14

Испытательная схема с паразитным…

Рисунок 14

Испытательная схема с моделированием паразитных элементов ( a ) и сравнение…

Диаграмма 14

Испытательная схема с моделированием паразитных элементов ( a ) и сравнением результатов измерения и моделирования ( b ).Измерение отклика в последней цепи отображается красным цветом.

Рисунок 15

Измеренный КПД как функция…

Рисунок 15

Измеренный КПД как функция входной мощности в конечной цепи…

Рисунок 15.

Измеренный КПД как функция входной мощности в конечной цепи (на 870 МГц).

Рисунок 16

Настройка, используемая для получения…

Рисунок 16

Установка, используемая для получения кривых заряда и разряда 1 мФ…

Рисунок 16.

Установка, используемая для получения кривых заряда и разряда накопительного конденсатора 1 мФ.

Рисунок 17

Кривые заряда и разряда…

Рисунок 17

Кривые заряда и разряда конденсатора 1 мФ при использовании 8…

Рисунок 17.

Кривые заряда и разряда конденсатора 1 мФ при использовании резистивной нагрузки 8 кОм.

Рисунок 18

Измерительная установка для определения характеристик…

Рисунок 18

Измерительная установка для определения минимальных мощностей, которые включают…

Рисунок 18

Измерительная установка для определения минимальных мощностей, при которых включается датчик температуры.

Рисунок 19

Полная система уборки RF (…

Рисунок 19

Система уборки урожая Full RF ( a ) и ее принципиальная схема ( b…

Рисунок 19. Система сбора урожая

Full RF ( a ) и ее принципиальная схема ( b ).Cm2 = 4,7 пФ, Lm21 = 8,2 нГн, Lm22 = 4,3 нГн, C = 33 пФ.

Рисунок 20

Полная проверка системы: получение радиочастотной энергии…

Рисунок 20

Полная проверка системы: приемная система сбора радиочастотной энергии (справа) перед…

Рисунок 20.

Полная проверка системы: приемная система сбора радиочастотной энергии (справа) перед передающей антенной Вивальди (слева).

Все фигурки (21)

Похожие статьи

  • Влияние паразитов на характеристики выпрямительных схем при обнаружении сбора высокочастотной энергии.

    Алекс-Амор А., Морено-Нуньес Дж., Фернандес-Гонсалес Дж. М., Падилья П., Эстебан Дж. Alex-Amor A, et al.Датчики (Базель). 13 ноября 2019; 19 (22): 4939. DOI: 10,3390 / s139. Датчики (Базель). 2019. PMID: 31766171 Бесплатная статья PMC.

  • Средне- и коротковолновый комбайн радиочастотной энергии для питания беспроводных сенсорных сетей.

    Леон-Хиль Дж. А., Кортес-Лоредо А., Фабиан-Михангос А., Мартинес-Флорес Дж. Дж., Товар-Падилья М., Кардона-Кастро М. А., Моралес-Санчес А., Альварес-Кинтана Х.Леон-Гил Дж. А. и др. Датчики (Базель). 3 марта 2018 г .; 18 (3): 768. DOI: 10,3390 / s18030768. Датчики (Базель). 2018. PMID: 29510482 Бесплатная статья PMC.

  • Интегральные схемы сбора радиочастотной энергии для малых площадей для питания беспроводных сенсорных сетей.

    Сун ГМ, Чунг СК, Лай Й.Дж., Сю Дж.Й. Сун Г.М. и др. Датчики (Базель). 2019 12 апреля; 19 (8): 1754.DOI: 10,3390 / s154. Датчики (Базель). 2019. PMID: 31013757 Бесплатная статья PMC.

  • Синтез, характеристика и разработка методов сбора энергии с использованием антенн: обзорное исследование.

    Ибрагим Х. Х., Сингх МСД, Аль-Баври СС, Ислам МТ. Ибрагим HH и др. Датчики (Базель). 2020 13 мая; 20 (10): 2772. DOI: 10,3390 / s20102772. Датчики (Базель).2020. PMID: 32414069 Бесплатная статья PMC. Обзор.

  • Достижения и возможности пассивных радиостанций пробуждения с беспроводным сбором энергии для приложений Интернета вещей.

    Белло Х, Сяопин З., Нордин Р., Синь Дж. Bello H и др. Датчики (Базель). 12 июля 2019; 19 (14): 3078. DOI: 10,3390 / s1

    78. Датчики (Базель). 2019. PMID: 31336834 Бесплатная статья PMC.Обзор.

Процитировано

1 артикул
  • Влияние паразитов на характеристики выпрямительных схем при обнаружении сбора высокочастотной энергии.

    Алекс-Амор А., Морено-Нуньес Дж., Фернандес-Гонсалес Дж. М., Падилья П., Эстебан Дж. Alex-Amor A, et al. Датчики (Базель).13 ноября 2019; 19 (22): 4939. DOI: 10,3390 / s139. Датчики (Базель). 2019. PMID: 31766171 Бесплатная статья PMC.

использованная литература

    1. Аль-Фукаха А., Гуизани М., Мохаммади М., Аледхари М., Айяш М. Интернет вещей: обзор эффективных технологий, протоколов и приложений. IEEE Comm. Surv. Репетитор. 2015; 17: 2347–2376.DOI: 10.1109 / COMST.2015.2444095. — DOI
    1. Чжан К., Хе Х.-Ф., Ли С.-Й., Ченг Й.-К., Рао Ю. Беспроводной датчик температуры, работающий от энергии ветра. Датчики. 2015; 15: 5020–5031. DOI: 10,3390 / s150305020. — DOI — ЧВК — PubMed
    1. Эскобедо П., Перес де Варгас-Сансальвадор И.М., Карвахаль М., Капитан-Валлви Л.Ф., Пальма А., Мартинес-Олмос А. Гибкая пассивная метка, основанная на сборе световой энергии для определения газового порога в герметичных средах. Приводы Sens. B Chem. 2016; 236: 226–232. DOI: 10.1016 / j.snb.2016.05.158. — DOI
    1. Вс Г., Цяо Г., Сюй Б. Сенсорные сети мониторинга коррозии с накоплением энергии. IEEE Sens. J. 2011; 11: 1476–1477. DOI: 10.1109 / JSEN.2010.2100041. — DOI
    1. Hagerty J.A., Helmbrecht F.B., McCalpin W.H., Zane R., Popovic Z.B. Утилизация окружающей микроволновой энергии с помощью решеток широкополосных выпрямителей.IEEE Trans. Микроу. Теория Тех. 2004. 52: 1014–1024. DOI: 10.1109 / TMTT.2004.823585. — DOI

Показать все 31 упоминание

Произошла ошибка при установке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности.Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

  • В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
  • Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались.Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
  • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
  • Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
  • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie.Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файлах cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

на пути к полной портативной аналитической системе

Proceedings 2017, 1, 854; DOI: 10.3390 / procedure1080854 www.mdpi.com/journal/proceedings

Abstract

Сопряжение датчиков и изображений: на пути к полной портативной аналитической системе

Луис Фермин Капитан-Валлви 1, * и Альберто Дж. Пальма Лопес 2

1 ECsens, Департамент аналитической химии, Университет Гранады, 18071 Гранада, Испания

2 ECsens, CITIC-UGR, Департамент электроники и компьютерных технологий, Университет Гранады,

18071 Гранада, Испания; ajpalma @ ugr.es

* Для переписки: [email protected]

† Представлено на 5-м Международном симпозиуме по сенсорной науке (I3S 2017), Барселона, Испания,

27–29 сентября 2017 г.

Опубликовано: 20 ноября 2017 г.

Разработка новых внелабораторных аналитических методологий и технологий для сбора в

на месте и в реальном времени химической информации с использованием недорогих и компактных устройств является одной из наиболее сложных задач, стоящих перед аналитическими науками.Одной из органолептических характеристик вещества, широко используемого в химическом анализе, является цвет, хотя

цвет начался только после появления цветных датчиков и более позднего бурного развития бытовой электроники в конце 20-го и начале 21-го века. будет использоваться в качестве количественного параметра, открывающего двери для разработки новых методик

для обнаружения и анализа химических веществ. Широко распространенное использование устройств формирования изображений, наряду с

с сенсорными системами, включающими изменение, появление или исчезновение цвета или любого свойства

, измеряемого по изменению цвета, например люминесценции, проложило путь для разработки нового полностью аналитического прибора

. системы для приложений вне лаборатории: химическое распознавание +

преобразование + обработка сигналов + передача данных.В этой презентации мы обсудим некоторые недавние разработки

в использовании компьютерного зрения в аналитической химии со ссылкой на используемые цветовые пространства

, архитектуру аналитической системы для колориметрического определения, включая как коммерческие, так и портативные приборы

, а также стратегии, разработанные для распознавание аналитов. Особое внимание

уделяется использованию мобильных телефонов, которые лежат в основе этих аналитических систем из-за их множественных и дополнительных возможностей

: детекторов изображений высокого разрешения, высокой вычислительной мощности

и нескольких каналов связи (4G, Bluetooth , USB и RFID интерфейсы).Фактически,

можно разработать инновационные пассивные устройства на основе радиочастотных идентификационных меток с возможностью распознавания

(RFID) с питанием от телефона, как мы обсудим. Интересная альтернатива цветным чувствительным элементам

, некоторые примеры которых показаны, использует капиллярную микрофлюидику на основе материалов

, таких как бумага, нить и ткань, что позволяет выполнять различные аналитические операции с самим материалом

. , а также иммобилизация реагентов, таких как ферменты или наноматериалы.

Благодарности: это исследование было поддержано проектами испанской компании MINECO (CTQ2013-44545-R и

CTQ2016-78754-C2-1-R).

Конфликт интересов: Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

© 2017 Авторы. Лицензиат MDPI, Базель, Швейцария. Эта статья представляет собой статью

открытого доступа, распространяемую в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution

(CC BY) (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0 /).

Рентгеновская компьютерная микротомография характеризует раневой эффект, который приводит к занижению оценки сокодвижения датчиками тепловыделения | Физиология деревьев

Аннотация

Установка датчиков потока сока для рассеивания тепла (TD) в стволы живых деревьев вызывает повреждение тканей древесины, как и в случае с другими инвазивными методами. Последующее образование ран является одной из основных причин недооценки водопотребления деревьев, измеряемого датчиками TD. Однако конкретные изменения в анатомии древесины в ответ на вставленные датчики еще не охарактеризованы, и связанные дисфункции в проводимости ксилемы и точности датчиков все еще неизвестны.В этом исследовании мы исследуем анатомические механизмы, приводящие к недооценке сокодвижения и динамический процесс образования ран. Последовательные наборы датчиков TD были установлены на ранней, средней и конечной стадиях вегетационного периода на деревьях с диффузными и кольцевыми порами: Fagus sylvatica (Linnaeus) и Quercus petraea ((Mattuschka) Lieblein), соответственно. Деревья были спилены осенью, и в отрезанные сегменты ствола были установлены дополнительные датчики в качестве контроля без образования ран.Затем визуально определяли площадь и объем ранения, окружающие каждый датчик, с помощью компьютерной рентгеновской микротомографии (X-ray microCT). Этот метод позволил охарактеризовать анатомические преобразования сосудов, такие как образование тилозов, их пространственное распределение и количественную оценку уменьшения проводящей площади. Сканирование MicroCT показало значительное образование тилозов, которые уменьшили проводящую площадь сосудов, окружающих вставленные зонды TD, что привело к заниженной оценке плотности потока сока (SFD) как для бука, так и для дуба.Обесцвеченная древесная ткань была эллипсоидной формы, крупнее в радиальной плоскости, более протяженной у бука, чем у дуба, а также для датчиков, установленных на более длительный срок. Однако тяжесть анатомических трансформаций не всегда соответствовала этой закономерности. Например, увеличение размера раны со временем не привело к занижению большего SFD. Эта информация помогает нам лучше понять механизмы, участвующие в раневых эффектах с помощью датчиков TD, и позволяет предоставить практические рекомендации по уменьшению систематических ошибок, связанных с ранением, при измерениях полевого сокодвижения.

Введение

Датчики сокодвижения очень полезны для оценки динамической реакции транспирации деревьев на изменения в переменных окружающей среды (например, Loustau et al. 1998, Ewers and Oren 2000, Granier et al. 2000, Fiora and Cescatti 2006), но также и для получить абсолютные оценки транспирации деревьев на уровне древостоя (Herbst et al. 2007, 2008, Oishi et al. 2010, Clausnitzer et al. 2011, Gebauer et al. 2012, Ringgaard et al. 2012). Большинство методов определения плотности потока сока, таких как рассеяние тепла (TD), деформация теплового поля (HFD), скорость теплового импульса (HPV), Tmax, коэффициент нагрева (HR) или Sapflow +, требуют введения зондов в ствол дерева ( Суонсон и Уитфилд 1981, Гранье 1985, Берджесс и др.2001, Čermák et al. 2004 г., Дэвис и др. 2012, Надежда и др. 2012, Vandegehuchte and Steppe 2012, 2013), вызывая немедленное физическое повреждение древесной ткани и, вероятно, последующую реакцию изоляции. Некоторые исследования предполагают, что образование ран может поставить под угрозу точность оценок потока сока (Swanson and Whitfield 1981, Smith and Allen 1996, Moore et al.2010, Steppe et al.2010, 2015, Wullschleger et al.2011, Vandegehuchte and Steppe 2013 ) из-за изменений анатомических и физических свойств заболони, окружающей вставленные датчики.Тем не менее, раневой эффект был широко признан только для метода HPV (Swanson and Whitfield 1981), но недавние исследования показывают, что раневой эффект представляет собой один из крупнейших источников недооценки также и для метода TD (Wiedemann et al., 2016), т.е. один из наиболее распространенных методов сокодвижения из-за низкой стоимости и понятной конструкции датчика (Davis et al. 2012). Однако анатомические механизмы, которые вызывают систематическую недооценку сенсоров инвазивного сокодвижения, практически не изучены и, в частности, неизвестны для метода TD.

Древесная ткань претерпевает серию трансформаций в ответ на травму. Более конкретно, две фазы можно различить по их происхождению и времени возникновения. Первая фаза — это прямое и немедленное физическое повреждение области, прилегающей к травме. Введение зондов сокодвижения в заболонь вызывает такое нарушение проводящих тканей, окружающих точку измерения. Разрыв сосуда, последующая воздушная эмболия и прерывание потока воды вокруг просверленных отверстий (Dujesiefken et al.1999) может вызвать неизбежную ошибку измерения, присущую всем датчикам инвазивного сокодвижения (Wullschleger et al. 2011). Однако эта ошибка учитывается, когда метод калибруется в аналогичных условиях. Более проблематичным является возникающий в дальнейшем косвенный эффект, связанный с реакцией раны вблизи места повреждения. Эта реакция уже описывалась принципом компартментализации повреждений деревьев (CODIT, Shigo 1984, Liese и Dujesiefken 1996, Dujesiefken et al. 2005). Во время процесса заживления поврежденная ткань заболони активно изолируется от здоровой ткани, герметизируя проводящие элементы и формируя компоненты, чтобы предотвратить эмболию и распространение патогенов, а также уменьшить потерю воды в окружающих сосудах (Shigo, 1979).Этот процесс называется компартментализацией, и зона реакции вокруг раны, определяемая по изменению цвета заболони, характеризуется анатомическими изменениями, такими как образование тилозы, утолщение клеточных стенок ксилемы и накопление фенолов или гелей (Rioux et al. 1998, Sun и др., 2006). Накопление закупоривающих веществ действительно может сильно закупорить проводящие сосуды у некоторых видов (Rioux et al. 1998, De Micco et al. 2016), значительно снижая проводящую способность пораженной ткани (Dimond 1955).Использование датчиков TD для измерения сокодвижения подразумевает не только сверление отверстий в стволе, но также применение постоянного источника тепла в одном из двух датчиков (Granier 1985). Оба являются причинами нарушения в древесной ткани, что может привести к реакции компартментализации и последующим изменениям в анатомии древесины. Уменьшение проводящей способности сосудов и прямые изменения пористости, состава и плотности древесины могут изменить перенос тепла в древесной ткани, окружающей введенные зонды.

Степень физических и анатомических преобразований раненой ткани ранее была связана с пропорциональным снижением работы сенсора (Barrett et al. 1995, Green et al. 2003, Wullschleger et al. 2011). Однако очень мало известно о природе окклюзионных элементов, их пространственном распространении и временной динамике их развития. В ответ на введение датчиков ВПЧ наблюдалось образование ран, при этом расширение увеличивалось с увеличением толщины зонда и времени после установки (Swanson and Whitfield 1981, Barrett et al.1995 г., Смит и Аллен 1996 г., Грин и др. 2003 г.). Реакция на повреждение дерева — это активный защитный механизм живых деревьев, который включает выработку гормонов и биохимические реакции (Shigo 1984). Следовательно, со временем ожидается прогрессирующее увеличение размера раны и более серьезные биохимические и анатомические трансформации, пока поврежденная ткань не будет полностью разделена на части (Swanson and Whitfield 1981, Smith and Allen 1996, Sun et al. 2006). Тем не менее, другие факторы, такие как скорость роста деревьев, возраст деревьев, фенологический статус, расположение датчиков и климатические условия, также могут определять степень разделения и распространение поврежденной ткани древесины в ответ на травмы (Dimond 1955, Shortle et al.1996 г., Dujesiefken et al. 1999, 2005, Sun et al. 2006 г., Мур и др. 2010 г., Copini et al. 2014 b ). Например, реакция компартментализации происходит быстрее и раны распространяются меньше, если травмы образуются в начале вегетационного периода (Dujesiefken et al. 1999, 2005) при более высоких температурах (Shibata et al. 1981, Moore et al. 2010), у молодых ( Shortle et al. 1996) и быстрорастущих деревьев (Dujesiefken et al. 2005) и в апикальной части ствола (Sun et al. 2006). Анализы раненой деревянной ткани в ответ на другие травмы (например,g., скважины, обрезка, очаги насекомых и т. д.) также показали формирование разделенной на части области переменной протяженности и формы в зависимости от размера и характеристик травмы (Dujesiefken et al. 1999, Copini et al. 2014 a ). Тем не менее, пространственные и временные детали формирования раны, связанные с установкой и использованием датчика TD, отсутствуют.

Виды с разной гидравлической архитектурой могут также демонстрировать противоположные раневые реакции (Biggs 1987, Saitoh et al.1993 г., Barrett et al. 1995). Когда заболонь перфорируется для установки датчика, воздух попадает в поврежденные сосуды из-за пониженного давления, которое существует внутри. Более широкие сосуды у кольцевидных видов более уязвимы для кавитации, вторжения патогенов и менее эффективны при восстановлении эмболии по сравнению с диффузно-пористыми видами (Liese and Dujesiefken 1996, Dujesiefken et al. 2005, Moore et al. 2010). Пространственное расположение сосудов в заболони также будет определять количество сосудов, поврежденных бурением (Green and Clothier 1988, Dye et al.1996). Чтобы предотвратить колонизацию патогенными микроорганизмами и дальнейшую эмболию в поврежденной области, необратимо образованные сосуды претерпевают серию анатомических преобразований (Zimmermann 1979, Cochard and Tyree 1990, Dujesiefken et al. 1999). Соответственно, более серьезные раневые реакции в ответ на травмы, о чем свидетельствуют более сильное закрытие раны, увеличение обесцвечивания и содержание растворимого фенола, были обнаружены у дуба (кольцевидные породы) по сравнению с буком (диффузно-пористые породы) (Dujesiefken et al. .2005). Большее расширение раны и более серьезные анатомические трансформации могут составлять ключевой механизм, объясняющий более высокую недооценку сокодвижения, о которой сообщалось у кольцевидных по сравнению с диффузно-пористыми видами (Green and Clothier 1988, Bush et al. 2010). Однако нет прецедентных исследований, устанавливающих эмпирическую связь между расширением раны и тяжестью окклюзии сосудов и соответствующим смещением сенсора TD, специфичным для каждого вида.

Знание анатомических механизмов, лежащих в основе недооценки эффекта раны, является следующим шагом к более точным оценкам потока сока с помощью TD и других инвазивных датчиков потока сока.Здесь мы исследуем анатомические преобразования древесной ткани в ответ на вставленные зонды TD до уровня сосудов и связываем их со снижением точности датчика. В частности, мы определяем геометрию и протяженность поврежденной древесной ткани в зависимости от времени ранения и применения постоянного источника тепла у двух видов деревьев с разной анатомией ксилемы: кольцевидного дуба ( Quercus petraea (Mattuschka) Lieblein) и диффузно-пористый бук ( Fagus sylvatica Linnaeus).Сканирование раненых тканей древесины с помощью рентгеновской компьютерной микротомографии (X-ray microCT) также позволило реконструировать трехмерную внутреннюю микроструктуру ксилемных сосудов, чтобы охарактеризовать анатомические преобразования, происходящие внутри проводящих сосудов. В частности, метод микроКТ обеспечил количественную оценку способности образовывать тилозу как долю закупоренных сосудов и серьезность этих аномалий как долю закупоренного просвета сосуда. Мы выдвигаем гипотезу о формировании более крупных ран вокруг датчиков, которые были вставлены на более длительное время в живые стволы и в связи с нагретыми сенсорными зондами, и более серьезных анатомических изменений у кольцевых пористых деревьев по сравнению с диффузно-пористыми деревьями.Мы также ожидаем увидеть прямую связь между расширением анатомических трансформаций раны и смещением соответствующего датчика потока сока.

Материалы и методы

Растительный материал

Изучаемые деревья были расположены в смешанном лиственном лесу (Лайнефельде, Тюринген, Германия, 51 ° 20′13 ″ с.ш., 10 ° 22′07 ″ в.д. и 450 м над уровнем моря). Климат в районе исследования субатлантико-предгорный со средней годовой температурой 8,2 ° C и среднегодовым количеством осадков 577 мм (2003–14, О.Колле, Институт биогеохимии Макса Планка, Йена, Германия, личное сообщение). Лес относительно однороден и состоит из одновозрастных насаждений с преобладанием европейского бука ( F. sylvatica ) (97% относительной численности) и скального дуба ( Q. petraea , 3%). Высота и диаметр дерева на высоте груди составляли 33 м (стандартное отклонение: 7,2 м) и 44 см (стандартное отклонение: 12,4 см), соответственно (2012, M. Mund, Институт биогеохимии Макса Планка, Йена, Германия, личное сообщение).

Два бука (диффузно-пористые) и два дуба (кольцевидные) были выбраны для этого эксперимента, так что анатомические изменения, связанные с образованием ран вокруг вставленных датчиков потока сока, можно было исследовать в двух разных анатомиях ксилемы. Были выбраны деревья с равномерным концентрическим ростом, без признаков узлов, рубцов, болезней или неровностей на поверхности ствола.

Метод рассеивания тепла

Датчики теплового рассеяния (TD) были сконструированы согласно Davis et al.(2012) и спецификации оригинального дизайна Гранье (1985) (см. Wiedemann et al. 2016 для получения дополнительной информации). Каждый датчик состоял из двух игл из нержавеющей стали длиной 20 мм и диаметром 1,1 мм и термопары Т-типа (медь-константан). Верхний датчик каждого датчика постоянно нагревается при постоянной мощности (0,2 Вт), тогда как нижний датчик измеряет температуру окружающей среды древесины. Константановые концы двух термопар были соединены для измерения разницы температур (Δ T ) между датчиками.Разницу температур измеряли каждые 60 с, а среднее значение за 10 минут регистрировали на регистраторе данных (CR1000, Campbell Scientific, Logan, UT, USA) и двух мультиплексорах (AM16 / 32, Campbell Scientific).

Δ T затем соотносится с плотностью потока сока (SFD, см 3 см −2 с −1 ) с использованием эмпирического уравнения, разработанного Гранье (1985): где 0,0119 и 1,231 — эмпирически определенные коэффициенты, а K — безразмерная величина, определяемая как:

Δ T — измеренная разница температур между двумя иглами при заданной плотности потока сока.Δ T 0 — значение Δ T , полученное в условиях нулевого расхода или максимальной разницы температур. Датчики, изготовленные по индивидуальному заказу, ранее были протестированы на имеющихся в продаже датчиках (тип SF-, Ecomatik, Дахау / Мюнхен, Германия), чтобы подтвердить их точность и надежность.

Полевая экспериментальная установка

Шесть комплектов датчиков TD были установлены в каждую дату вегетационного периода (день года (DOY) 134, 208 и 253; датчики весны, лета и осени соответственно) и на каждом из выбранных деревьев в поле.Датчики были равномерно распределены в двух сегментах стебля длиной 80 см, расположенных на двух высотах (0,9–1,7 м и 2,2–3 м от основания). Следовательно, каждая высота стержня содержала три датчика на дату отбора пробы, расположенных в заранее определенных положениях вокруг стержней, так что каждое состояние развития раны должно было присутствовать по окружности. Между последовательными датчиками сохранялось минимальное расстояние по горизонтали 20 см и расстояние по вертикали 40 см, а вертикальное выравнивание избегалось для предотвращения тепловых помех.Диаметр ствола в точках расположения датчиков варьировался от 31,4 до 34,1 см для бука и от 35,3 до 39,2 см для дуба (более подробную информацию см. В Wiedemann et al., 2016).

Для введения датчика осторожно удалили небольшой участок коры и просверлили в заболони радиально два отверстия диаметром 2 мм, глубиной 2 см и расстоянием 10 см друг от друга. Шаблон был использован, чтобы минимизировать ошибки смещения во время установки. После того, как отверстия были просверлены, в каждое отверстие вставляли алюминиевую трубку диаметром 2 мм с толщиной стенки 0,2 мм, так что она плотно прилегала и полностью погружалась в заболонь.Затем сенсорные зонды вставляли в каждую соответствующую алюминиевую трубку, предварительно заполненную силиконовой смазкой для увеличения теплопроводности. Наконец, датчики были защищены от физических повреждений и внешних условий, а деревья обернули алюминиевой фольгой, чтобы минимизировать потенциальные эффекты естественного температурного градиента (Do and Rocheteau 2002, Lubczynski et al. 2012).

Деревья были вырублены непосредственно перед концом вегетационного периода (287 динаров), то есть через 22, 11 и 5 недель после установки датчиков весны, лета и осени соответственно.Датчики TD были сняты перед каротажем, чтобы избежать повреждений, в то время как алюминиевые трубки оставались вставленными в штоки. Две секции длиной 80 см каждого стержня, включая алюминиевые трубки всех дат установки, были вырезаны, завернуты в пластиковую пленку для предотвращения высыхания и осторожно доставлены в лабораторию.

Лабораторные измерения плотности потока сока с помощью гравиметрического эталона

Подробную информацию о калибровке датчиков TD можно найти в Wiedemann et al.(2016). Таким образом, как только в лаборатории, поперечные поверхности сегментов ножки обрабатывались для повторного открытия заблокированных сосудов, и были установлены дополнительные датчики TD (то есть после резки, AC) в соответствии с процедурой, описанной выше. Эти точки измерения считаются эталонными измерениями сенсора, поскольку реакция раны является активным механизмом защиты, который включает выработку гормонов и биохимические реакции (Shigo 1984), поэтому не ожидается, что она произойдет в отрезанных сегментах стебля. Существующие отверстия снова были оборудованы случайно выбранными датчиками TD, чтобы избежать потенциального смещения датчика.Таким образом, каждый сегмент содержал всего 12 датчиков (3 датчика × (3 даты отбора + 1 AC)).

Калибровочный тест сокодвижения позволил сравнить SFD, измеренную датчиками, установленными на живых деревьях (т. Е. С реакцией разделения раны: датчики весны, лета, осени), с недавно установленными датчиками переменного тока без разделения раны. Через сегменты прикладывались постоянные давления, что давало SFD от 0 до 25 см 3 см -2 ч -1 (гравиметрический эталон).Этот диапазон находится в пределах величины, описанной в литературе (Granier 1985, Steppe et al. 2010) и ранее наблюдавшейся в полевых условиях с помощью сенсорных измерений. Гравиметрический SFD, рассматриваемый в качестве эталона, был рассчитан на основе скорости изменения массы собранной воды и нормализованной для проводящей площади заболони (более подробную информацию см. В Wiedemann et al., 2016).

Сканы образцов древесины

После лабораторных измерений была вырезана прямоугольная призма размером 3 × 5 × 2 см (Ш × В × Д) из деревянной ткани, окружающей точку введения каждого сенсорного зонда (нагретые и ненагреваемые зонды для каждого возраста раны). .Размер образца древесины был выбран априори на основании предыдущих оценок степени реакции компартментализации раны (Swanson and Whitfield 1981, Sun et al. 2006, Wullschleger et al. 2011). Затем образцы древесины разделяли по продольной и тангенциальной осям, а внутреннюю радиальную и поперечную поверхности фотографировали с помощью портативного сканера (CanoScan LiDE 210 Color Image, Canon, Крефельд, Германия). Протяженность обесцвеченной области вокруг вставки зонда количественно оценивали с помощью программного обеспечения для обработки изображений Fiji (Schindelin et al.2012). Впоследствии образцы хранили при -18 ° C для дальнейших анализов.

Подмножество из шести образцов древесины каждого вида было отобрано и проанализировано с помощью рентгеновской микро-КТ в Лаборатории технологии древесины (Woodlab-UGent, Гент, Бельгия). Случайным образом был выбран один образец деревянной ткани, прилегающей к нагретым зондам на возраст раны, а также дополнительный образец древесины, прилегающий к ненагреваемым зондам, для образцов пружины и переменного тока. Образцы древесины сканировали с использованием рентгеновского томографа с несколькими разрешениями Nanowood (Dierick et al.2010, 2014). Этот сканер изготавливается на заказ в UGCT (Центр экспертизы рентгеновской компьютерной томографии Гентского университета, www.ugct.ugent.be) в сотрудничестве с компанией XRE (www.xre.be). Образцы сначала сканировали при 20 мкм как во влажных, так и в сухих условиях (высушенные в печи образцы при 40 ° C в течение 48 часов), чтобы определить объем и форму разделенной области. Влажные образцы были наиболее подходящими для визуализации отпечатка (т. Е. Отмеченного или ограниченного участка разделенной ткани, вероятно, затронутого окклюзией сосудов тилозами и / или гелями), связанного с образованием раны, хотя это было видно только на рентгеновских снимках бука (см. Раздел результатов).Затем образцы сухой древесины с самыми старыми ранами (пружина) и контрольные образцы без повреждений (AC) сканировали с разрешением 4 мкм для дуба и с разрешением 1,5 мкм для бука. Для этого меньшие прямоугольные призмы 4 × 4 × 6,6 мм (Ш × В × Д) были вырезаны на увеличивающихся и последовательных расстояниях от просверленных отверстий в продольном и тангенциальном направлениях. Это позволило охарактеризовать анатомические преобразования, вызванные введением зонда на уровне сосуда (Steppe et al. 2004), при этом обеспечив трехмерный вид внутри сосудов.

Обработка изображений рентгеновских снимков микроКТ

После получения изображения последовательные срезы микроКТ (двухмерные поперечные сечения) каждого образца неповрежденной древесины были виртуально реконструированы в единый трехмерный стек с помощью программного пакета Octopus 8.7 (Dierick et al. 2004, Vlassenbroeck et al. 2007), лицензированный дочерней компанией InsideMatters (www.insidematters.eu). Объем и трехмерную форму раненой ткани определяли из 20 мкм трехмерных стопок образцов сухой древесины бука с использованием плагина Measure Stack (Bob Dougherty, OptiNav Inc.) пакета обработки изображений с открытым исходным кодом Fiji (Schindelin et al. 2012). Затем были проанализированы трехмерные рентгеновские микроКТ с высоким разрешением образцов древесины для количественной оценки доли закупоренных сосудов и уменьшения площади проводящего просвета, связанной с образованием ран. Это позволило связать недооценку сокодвижения ПД с интенсивностью анатомических преобразований древесины. Подготовка и анализ изображений выполнялись с помощью пакета обработки изображений Fiji в соответствии со следующими этапами рабочего процесса (рис. 1).

Рис. 1.

Иллюстративная схема этапов рабочего процесса для обработки изображений наборов рентгеновских снимков microCT 3D с высоким разрешением (4 и 1,5 мкм для дуба и бука соответственно) для определения доли сосудов с тилозами и поперечной доля площади поперечного сечения тилозов внутри сосудов на каждом слайде 2D-изображения.

Рис.1.5 мкм для дуба и бука соответственно) для определения доли сосудов с тилозами и доли площади поперечного сечения тилозов внутри сосудов на каждом слайде 2D-изображения.

(1) 3D-стопки были обрезаны, чтобы исключить неровные края, возникающие в результате вырезания образца древесины или просверленных отверстий. (2) Фильтр свертки Гаусса (сигма = 2) использовался для сглаживания 2D-изображений слайдов и облегчения обнаружения края сосуда. (3) Затем 2D-изображения слайдов были преобразованы в двоичные изображения древесины и воздуха с использованием итеративного алгоритма IsoData (автоматический порог, Ridler and Calvard 1978).(4) Для точного количественного определения сосудов трещины, потрескавшаяся ткань в окружении просверленного отверстия и поздние поры древесины были заполнены с помощью плагина анализатора частиц Biovoxxel Toolbox (Ян Борчер, Biovoxxel, www.biovoxxel.de) путем определения аспекта фильтр соотношения> 1 и пороговое значение размера частиц от 800 до 15 000 пикселей для дуба и от 400 до 15 000 пикселей для бука. (5) Соседние сосуды затем были разделены с использованием сегментации водораздела, а их края сглажены путем итеративного минимизации отклонения расстояния от края до центра.(6) Выпуклый корпус каждого судна последовательно рассчитывался и использовался для заполнения оставшихся неровностей кромки судна. (7) После правильной идентификации сосудов и применения полученной маски к исходному, сглаженному по Гауссу стеку изображений, положение (x, y), площадь, модальное значение серого и дескрипторы формы каждого сосуда были получены с помощью плагина анализатора частиц. . (8) Затем тилозы были обнаружены путем установки эмпирического, видоспецифичного порога в соответствии с отклонением модального значения серого внутри сосудов на каждом двухмерном слайде, так что более низкие значения серого, чем этот порог, позволили выбрать область сосуда, свободную от тилозы. .Этот модальный порог серого был определен путем проверки результатов с помощью визуальной идентификации тилозов в нескольких 2D-изображениях слайдов, а затем использован для автоматической идентификации тилозов во всех 2D-изображениях слайдов каждого 3D-стека. Так же, как и раньше, площадь каждого сосуда, свободного от тилозы, была количественно определена с помощью плагина анализатора частиц, так что площадь поперечного сечения тилозов была рассчитана как разница между общей площадью сосуда (шаг 7) и площадью сосуда без тилозы. (шаг 8).Та же процедура была проведена и с образцами переменного тока, чтобы учесть остаточный шум изображения и любые тилозы, которые могут естественным образом присутствовать в древесной ткани даже без реакции на рану. (9) Наконец, долю площади тилозов в каждом сосуде рассчитывали как площадь тилозы от общей площади сосуда. Аналогичным образом определяли долю сосудов с тилозами на каждом 2D-изображении слайда.

Статистический анализ

Линейные регрессии были подогнаны к значениям гравиметрической плотности потока сока и соответствующим записям датчиков для каждой даты установки и вида деревьев (см. Wiedemann et al.2016 для получения дополнительной информации). Влияние даты установки датчика и вида деревьев на взаимосвязь между оценками SFD датчика TD и гравиметрическими значениями было проверено с использованием анализа ковариации (ANCOVA) с «видами» или «датой установки» в качестве фиксированных факторов и гравиметрическим потоком сока. как ковариата. Данные были преобразованы в корень для улучшения нормальности и гомоскедастичности (Quinn and Keough 2009). Влияние видов, даты введения зонда и нагрева, приложенного к зондам, на протяженность обесцвеченной области образцов древесины проверяли с использованием многофакторных тестов ANOVA.Точно так же данные были ранее преобразованы, когда это требовалось для достижения нормальности и гомоскедастичности. Статистический анализ выполняли с помощью программного обеспечения JMP Pro 11.0 (SAS Institute, Кэри, Северная Каролина, США). На протяжении всей статьи за средними значениями следует стандартная ошибка ± 1.

Результаты

Обесцвеченный участок ткани из дерева

Область древесной ткани, окружающая точку введения датчика, выявила визуальные симптомы образования ран и реакции компартментализации у обоих видов.Это было видно по четкому обесцвечиванию раненой ткани (рис. 2). Это обесцвечивание было ясно видно, когда датчики были вставлены в живые деревья (датчики весны, лета и осени), но только изменение цвета, ограниченное областью просверленного отверстия, было видно, когда датчик устанавливался в отрезанные сегменты ствола дерева (датчики переменного тока) . Степень обесцвечивания была на порядок больше в радиальной плоскости, чем в поперечной плоскости ксилемы, и более обширна для бука, чем для дуба (рис. 3, табл. 1).Обесцвеченные области также были больше в старых ранах, о чем свидетельствуют более крупные обесцвеченные области для датчиков, установленных весной, а затем датчиков, установленных летом и осенью (рис. 3). Обратите внимание, что распространение изменения цвета, обнаруженного в образцах AC, соответствует площади просверленных отверстий исключительно из-за механического повреждения, а не из-за активной реакции изменения цвета в окружающей древесной ткани. Нагретые зонды вызывали более широкое обесцвечивание, но постоянный источник тепла не влиял на продольное удлинение раненой ткани (Рисунок 3, Таблица 1).Кроме того, не было значительных различий в протяженности обесцвеченной области между нижней и верхней половиной образцов древесины, что означает, что раненая область была симметричной в радиальной плоскости, а также в поперечной плоскости.

Таблица 1.

Результаты теста ANOVA влияния видов, даты введения зондов и тепла, приложенного к зондам, на расширение обесцвеченной области на радиальном и поперечном срезах древесной ткани. df = степени свободы, F = значения статистики, P = критическая вероятность, жирные значения указывают на значительный эффект при α = 0.05.

9012 9012
Фактор . df . Площадь поперечного сечения (мм −2 ) . Радиальная площадь (мм -2 ) .
Ф . п. . ф . п. .
Виды 1 4.74 0,0309 99,93 <0,0001
Дата 3 10,81 <0,0001 5,14 0,0246 0,07 0,7972
Вид × Дата 3 0,33 0.8048 7,17 0,0002
Породы × Нагрев 1 2,82 0,0951 0,36 0,5487
Дата 0,124
Породы × Дата × Нагрев 3 0,55 0,6484 0,57 0,6362
0,01
Фактор . df . Площадь поперечного сечения (мм −2 ) . Радиальная площадь (мм -2 ) .
Ф . п. . ф . п. .
Виды 1 4,74 0,0309 99.93 <0,0001
Дата 3 10,81 <0,0001 174,68 <0,0001 0,07 0,7972
Виды × Дата 3 0,33 0,8048 7,17 0,0002
Нагревание82 0,0951 0,36 0,5487
Дата × Нагрев 3 0,97 0,4093 1,95 0,124
0,57 0,6362
Таблица 1.

Результаты теста ANOVA эффектов видов, даты введения зондов и нагрева зондов на расширении обесцвеченной области в радиальном и поперечном сечениях ткань древесины.df = степени свободы, F = значения статистики, P = критическая вероятность, жирные значения указывают на значительный эффект при α = 0,05.

9124 <0,0001
Коэффициент . df . Площадь поперечного сечения (мм −2 ) . Радиальная площадь (мм -2 ) .
Ф . п. . ф . п. .
Виды 1 4,74 0,0309 99,93 <0,0001
Дата
Обогрев 1 5.14 0,0246 0,07 0,7972
Породы × Дата 3 0,33 0,8048 7,17 23 0,0002 0,0951 0,36 0,5487
Дата × Нагрев 3 0,97 0,4093 1,95 0.124
Породы × Дата × Нагрев 3 0,55 0,6484 0,57 0,6362
9124 <0,0001
Фактор . df . Площадь поперечного сечения (мм −2 ) . Радиальная площадь (мм -2 ) .
Ф . п. . ф . п. .
Виды 1 4,74 0,0309 99,93 <0,0001
Дата
Обогрев 1 5.14 0,0246 0,07 0,7972
Породы × Дата 3 0,33 0,8048 7,17 23 0,0002 0,0951 0,36 0,5487
Дата × Нагрев 3 0,97 0,4093 1,95 0.124
Породы × Дата × Нагрев 3 0,55 0,6484 0,57 0,6362

Рис. 2.

Пример обесцвечивания места введения зонда в буке (а) и дубе (в) по сравнению с нормальной тканью (б и г, соответственно). На рисунках изображена радиальная плоскость, место установки датчика указано белыми стрелками; слева — кора. Обесцвеченная ткань, присутствующая в весенних образцах (a, c) и отсутствующая в образцах AC (b, d), является индикатором реакции компартментализации.

Рис. 2.

Пример обесцвечивания места введения зонда в буке (а) и дубе (в) по сравнению с нормальной тканью (б и г, соответственно). На рисунках изображена радиальная плоскость, место установки датчика указано белыми стрелками; слева — кора. Обесцвеченная ткань, присутствующая в весенних образцах (a, c) и отсутствующая в образцах AC (b, d), является индикатором реакции компартментализации.

Рисунок 3.

Обесцвеченный участок в поперечной и радиальной плоскости образцов древесины бука и дуба.Схемы поперечной и радиальной плоскостей образцов древесины показаны в правой части рисунка. Оси X указывают на разные периоды установки датчиков: Весна, Лето и Осень соответствуют датчикам, установленным на 22, 11 и 5 недель в живых стеблях, соответственно. После обрезки соответствует датчикам, установленным в стволах распиленных деревьев. Также показан эффект приложенного тепла нагретыми зондами. Различные буквы над столбцами указывают на значительные различия между датами (тест Tukey HSD после многофакторного дисперсионного анализа).

Рисунок 3.

Обесцвеченный участок в поперечной и радиальной плоскости образцов древесины для бука и дуба. Схемы поперечной и радиальной плоскостей образцов древесины показаны в правой части рисунка. Оси X указывают на разные периоды установки датчиков: Весна, Лето и Осень соответствуют датчикам, установленным на 22, 11 и 5 недель в живых стеблях, соответственно. После обрезки соответствует датчикам, установленным в стволах распиленных деревьев.Также показан эффект приложенного тепла нагретыми зондами. Различные буквы над столбцами указывают на значительные различия между датами (тест Tukey HSD после многофакторного дисперсионного анализа).

Анатомические изменения древесины вокруг вставленных датчиков

Эллиптический отпечаток размером до 20 × 29 × 5 мм прибл. (продольный × радиальный × тангенциальный) вокруг вставленных зондов был четко виден в древесине бука на снимках микроКТ с разрешением 20 мкм (рис.4), когда датчики были установлены на живых деревьях (т.е.е., весенние, летние и осенние раневые образцы). Отпечатков не было видно вокруг датчиков, установленных на обрезанных стволах бука (т. Е. На образцах переменного тока без намотки). Однако отпечатки не были видны ни на одном из сканированных изображений дуба, хотя тилозы уже были видны, перекрывая сосуды дуба с разрешением 20 мкм (рис. 5). Отпечатки на буке были разграничены, и разделенный объем был определен количественно. Форма была симметричной в радиальной и поперечной плоскостях (Рисунок 4), а объем был больше в более старых ранах и в дереве, затронутом нагревательными датчиками (Рисунок 6), что подтверждает визуально наблюдаемые образцы обесцвечивания (Рисунок 3).

Рис. 4.

Рентгеновские снимки микроКТ древесины бука с разрешением 20 мкм. На изображениях показано поперечное сечение зондов, окружающих древесную ткань, установленных на живых деревьях весной (а) и в срезанных стволах (AC, b). Все изображения сделаны на расстоянии ~ 2 мм от места введения зонда. Кора расположена в верхней части каждого изображения. Белые стрелки указывают на раздробленные сосуды из-за механического введения зонда (на обоих изображениях), синие стрелки в образце пружины из бука (а) указывают на отпечаток разделенной области.Этот отпечаток не был виден в образцах переменного тока.

Рис. 4.

Рентгеновские снимки микроКТ древесины бука с разрешением 20 мкм. На изображениях показано поперечное сечение зондов, окружающих древесную ткань, установленных на живых деревьях весной (а) и в срезанных стволах (AC, b). Все изображения сделаны на расстоянии ~ 2 мм от места введения зонда. Кора расположена в верхней части каждого изображения. Белые стрелки указывают на раздробленные сосуды из-за механического введения зонда (на обоих изображениях), синие стрелки в образце пружины из бука (а) указывают на отпечаток разделенной области.Этот отпечаток не был виден в образцах переменного тока.

Рис. 5.

Рентгеновские снимки микроКТ древесины дуба с разрешением 20 мкм. На изображениях (а) и (б) показано поперечное сечение зондов, окружающих древесную ткань, установленных на живых деревьях весной (а) и в срезанных стволах (AC, b). Кора расположена в верхней части этих изображений. На изображениях (c) и (d) показаны радиальные и тангенциальные сечения зондов, окружающих ткань древесины, установленных на живых деревьях весной.Все изображения сделаны на расстоянии ~ 2 мм от места введения зонда. Белые стрелки указывают на раздробленные сосуды из-за механического введения зонда или точки введения сенсора, синие стрелки указывают на сосуды с тилозами.

Рис. 5.

Рентгеновские снимки микроКТ древесины дуба с разрешением 20 мкм. На изображениях (а) и (б) показано поперечное сечение зондов, окружающих древесную ткань, установленных на живых деревьях весной (а) и в срезанных стволах (AC, b). Кора расположена в верхней части этих изображений.На изображениях (c) и (d) показаны радиальные и тангенциальные сечения зондов, окружающих ткань древесины, установленных на живых деревьях весной. Все изображения сделаны на расстоянии ~ 2 мм от места введения зонда. Белые стрелки указывают на раздробленные сосуды из-за механического введения зонда или точки введения сенсора, синие стрелки указывают на сосуды с тилозами.

Рис. 6.

Объем разделенной области, как он был виден на рентгеновских снимках микроКТ образцов древесины бука с разрешением 20 мкм.Ось X указывает различные периоды установки датчиков. Также показано влияние тепла, приложенного нагретыми датчиками.

Рис. 6.

Объем разделенной области, как он был виден на рентгеновских снимках микроКТ образцов древесины бука с разрешением 20 мкм. Ось X указывает различные периоды установки датчиков. Также показано влияние тепла, приложенного нагретыми датчиками.

МикроКТ рентгеновские снимки на точках 4 и 1.Разрешение 5 мкм для дуба и бука соответственно позволило визуализировать анатомические трансформации в ответ на ранение как в дубе, так и в буке. Когда датчики были вставлены в живые деревья, внутри проводящих сосудов образовывались тилозы (рис. 7), прерывая ток сока в области, близкой к месту введения датчика. В сосудах с образцами древесины АЦ тилозы отсутствовали.

Рис. 7.

МикроКТ рентгеновские снимки тканей древесины бука (а, в) и дуба (б, г) на позиции 1.Разрешение 5 и 4 мкм соответственно. Изображения представляют собой поперечные сечения ткани древесины, окружающей зонды, которые были установлены весной (а, б) и после обрезки стволов (АС; в, г). Снимки были сделаны на расстоянии ~ 2 мм от места введения зонда. Примерное расположение изображений показано на соответствующем сканированном изображении размером 20 мкм (небольшое изображение под образцами пружины). Белые стрелки указывают на тилозы, которые частично перекрывали сосуды проводящей ксилемы у обоих видов. В образцах АУ тилозы не наблюдались (в, г).

Рис. 7.

Рентгеновские снимки микроКТ древесины бука (а, в) и дуба (б, г) с разрешением 1,5 и 4 мкм соответственно. Изображения представляют собой поперечные сечения ткани древесины, окружающей зонды, которые были установлены весной (а, б) и после обрезки стволов (АС; в, г). Снимки были сделаны на расстоянии ~ 2 мм от места введения зонда. Примерное расположение изображений показано на соответствующем сканированном изображении размером 20 мкм (небольшое изображение под образцами пружины). Белые стрелки указывают на тилозы, которые частично перекрывали сосуды проводящей ксилемы у обоих видов.В образцах АУ тилозы не наблюдались (в, г).

Оценка объема анатомических преобразований древесины

Максимальная тилозообразующая способность, рассчитанная как процент сосудов с тилозами на расстоянии 1 мм от сенсорного зонда как в продольном, так и в тангенциальном направлении, составила 61,18 ± 8,77% и 64,58 ± 2,75% для пружинных образцов бука и дуба, соответственно. (Рисунок 8). Это соответствовало уменьшению площади просвета сосуда на 10,34 ± 1.30% и 8,13 ± 0,30% соответственно. В образцах дуба анатомические изменения древесины простирались более чем на 20 мм от места введения зонда в продольном направлении, что было продемонстрировано высоким и почти постоянным присутствием тилозов по всей длине отсканированного образца. Однако присутствие тилозов было более ограниченным в тангенциальном направлении, с прогрессивным снижением до 15 мм от места введения зонда в количестве сосудов, содержащих тилозы (до ~ 10%), и в площади сосуда, покрытой тилозами (до до ~ 3%).Таким образом, в случае дуба пространственное расположение анатомических преобразований древесины совпало с эллиптической формой обесцвечивания (рис. 3). Напротив, в образцах бука наличие тилозов показало прогрессивное и аналогичное снижение как в продольном, так и в тангенциальном направлении от точки введения зонда, при этом менее ~ 20% сосудов с тилозами и ~ 5% площади сосудов покрыты на расстоянии ~ 8 мм от зондов.

Рис. 8.

Степень анатомических преобразований от точки введения зонда (0 мм от отверстия) в продольном и тангенциальном направлениях древесной ткани бука (а, в) и дуба (б, г).Точки (а) и (б) представляют процент площади просвета сосуда, покрытой тилозами на каждом поперечном срезе. В пунктах (c) и (d) каждая точка представляет собой процент сосудов, частично или полностью забитых тилозами на каждом поперечном скольжении образца древесины. Столбцы представляют собой стандартные ошибки для 50 последовательных слайдов. Справа показаны диаграммы продольного и тангенциального направлений образцов древесины. Наименьший рассмотренный сосуд был около 0,001 мм 2 для бука и 0.01 мм 2 для дуба.

Рис. 8.

Степень анатомических преобразований от точки введения зонда (0 мм от отверстия) в продольном и тангенциальном направлениях древесной ткани бука (а, в) и дуба (б, г). Точки (а) и (б) представляют процент площади просвета сосуда, покрытой тилозами на каждом поперечном срезе. В пунктах (c) и (d) каждая точка представляет собой процент сосудов, частично или полностью забитых тилозами на каждом поперечном скольжении образца древесины.Столбцы представляют собой стандартные ошибки для 50 последовательных слайдов. Справа показаны диаграммы продольного и тангенциального направлений образцов древесины. Наименьший из рассмотренных сосудов имел размер около 0,001 мм 2 для бука и 0,01 мм 2 для дуба.

Занижение плотности потока сока датчиками тепловыделения

Недавно установленные датчики переменного тока из бука смогли обнаружить самую высокую долю гравиметрического потока (в среднем 86,1% ± 5.7%), тогда как датчики весны (72,0 ± 4,7%), лета (61,8% ± 3,9%) и падения (58,0 ± 5,0%) занижали эталонные гравиметрические значения СФО в аналогичных величинах (рис. 9а). Различия между датчиками переменного тока и датчиками, установленными на живых деревьях (весной, летом и осенью), были значительными (ANCOVA, P = 0,0002). Аналогичные картины были получены в случае дуба (рис. 2b), где датчики переменного тока смогли обнаружить более высокую (ANCOVA, P = 0,0015) долю плотности потока (72.0% ± 7,8%) по сравнению с датчиками весны (40,0 ± 5,1%), лета (52,6% ± 10,5%) и падения (30,8% ± 6,1%). Датчики, установленные на живых деревьях, также показали аналогичное занижение эталонных гравиметрических значений SFD (Рисунок 9b). Тем не менее, только два сегмента ствола могли быть протестированы в дубе, что объясняет более низкую точность, также показываемую датчиками переменного тока, низкие коэффициенты корреляции с эталонной гравиметрической плотностью потока, большие пересечения и более высокие ошибки для параметров линейной регрессии.

Рисунок 9.

Недооценка плотности потока сока датчиками TD, определенная при лабораторной калибровке. Графики показывают сравнение SFD, измеренного датчиками TD, и соответствующих гравиметрических эталонных значений для (а) бука ( Fagus sylvatica L., диффузно-пористые породы) и (б) дуба ( Quercus petraea (Matt.) Liebl. , кольцевидная порода). Маркеры представляют собой средние значения для одного шага калибровки (34–108 показаний датчика, усредненные на точку данных), включая стандартные ошибки датчиков TD и гравиметрических измерений.Сплошные линии соответствуют линейной подгонке, а пунктирная линия — соотношению 1: 1. Цветные области представляют собой 95% доверительные интервалы линейных регрессий. Перерисовано из Wiedemann et al. (2016).

Рисунок 9.

Недооценка плотности потока сока датчиками TD, определенная при лабораторной калибровке. На графиках показано сравнение SFD, измеренного датчиками TD, и соответствующих гравиметрических эталонных значений для (а) бука ( Fagus sylvatica L., диффузно-пористые породы) и (б) дуба ( Quercus petraea (Matt.) Либл., Кольцевидная порода). Маркеры представляют собой средние значения для одного шага калибровки (34–108 показаний датчика, усредненные на точку данных), включая стандартные ошибки датчиков TD и гравиметрических измерений. Сплошные линии соответствуют линейной подгонке, а пунктирная линия — соотношению 1: 1. Цветные области представляют собой 95% доверительные интервалы линейных регрессий. Перерисовано из Wiedemann et al. (2016).

Датчики, пораженные раной, показали более низкие заниженные значения SFD для бука по сравнению с дубом, хотя различия были статистически незначительными и со значительным взаимодействием пород с плотностью гравиметрического потока (ANCOVA, P = 0.046). Безнамоточные датчики переменного тока показали одинаковые характеристики как для бука, так и для дуба (ANCOVA, P = 0,55) без значительного взаимодействия.

Обсуждение

Измерения плотности потока сока систематически недооцениваются датчиками, которые вставляются в стволы живых деревьев (Swanson and Whitfield 1981, Steppe et al. 2010, Wiedemann et al. 2016). Ранее в качестве возможной причины предполагалось образование ран в тканях живой древесины, которые окружают вставленные сенсорные зонды.Однако практически не было информации об анатомических трансформациях, происходящих в проводящей заболони в ответ на ранение, и о его влиянии на точность оценок SFD. Наши результаты подтверждают, что повреждение в результате сверления отверстий в живых деревьях для установки датчиков TD и, вероятно, любого другого инвазивного датчика потока сока, активирует реакцию компартментализации раны. Мы обнаружили образование закупоривающих элементов, таких как тилозы и, скорее всего, гелей внутри сосудов, окружающих вставленные зонды.Окклюзия сосудов в этой области однозначно связана со значительным недооценкой сокодородных потоков датчиками TD. Характеристика анатомических и физиологических реакций древесины на введенные датчики сокодвижения и оценка их функциональной значимости позволили нам разработать конкретные рекомендации по повышению точности полевых оценок СФО.

Анатомические трансформации, связанные с раной

Рентгеновское сканирование с помощью микроКТ

выявило обширное образование тилозов внутри проводящих сосудов, прилегающих к вставленным датчикам сокодвижения (рис. 7).Тилозы представляют собой баллонные вздутия или выступы из лучевых клеток и в гораздо меньшей степени из клеток аксиальной паратрахеальной паренхимы ксилемы, которые прорастают в просвет соседних сосудов через окаймленные ямки (Zimmermann 1979, Shigo 1991, Pearce 1996, Sun et al. 2008 г.). Когда сосуды наполняются воздухом из-за замораживания, засухи или травм, тилозы вторгаются из соседних клеток и закупоривают сосудистую ткань, чтобы предотвратить дальнейшее повреждение растения (Dimond 1955, Aleemullah and Walsh 1996, Parke et al.2007, Коллинз и др. 2009 г., McElrone et al. 2010). Самые последние исследования указывают на эмболию сосудов как на единственный прямой пусковой механизм (Rioux et al. 1998, De Micco et al. 2016), несмотря на то, что первичные стимулы для окклюзии сосудов в ответ на травмы все еще остаются спорными. В любом случае Tyloses может эффективно контролировать проникновение патогенов извне и предотвращать систематическую миграцию (Sun et al. 2006, De Micco et al. 2016).

Тилозы изначально состоят из крахмала и суберизованного слоя первичной стенки, который обеспечивает непроницаемость ткани, препятствуя проникновению жидкости в сосуд (Parameswaran et al.1985). Когда тилозы достигают максимального разрастания, они могут развить вторичную стенку и ядро, становясь настоящими клетками, соединенными с ассоциированными с сосудами клетками через ямки, хотя ядро ​​и ядрышко могут постепенно исчезать с возрастом (Zimmermann 1979). На этой стадии отложение суберина на многослойной клеточной стенке или лигнификация вторичной стенки тилозов могут образовывать склерифицированные тилозы. Более конкретно, Fagus и Quercus образуют пробуренные тилозы (Schmitt and Liese 1993), которые, безусловно, способствуют дальнейшему ограничению водного транспорта (Dimond 1955, Parameswaran et al.1985, Шмитт и Лизе 1993, Парк и др. 2007, Коллинз и др. 2009 г.).

Другие окклюзионные вещества также могут появляться во время реакции компартментализации вместе с тилозами. Повышенные концентрации фенолов в разделенных тканях действуют как антибиотики, предотвращая инфицирование патогенными микроорганизмами в области, близкой к травме (Rioux et al. 1998). Клетки паренхимы и тилозы также секретируют пектиновые вещества и другие полисахариды (так называемые «гели» (Rioux et al. 1998) или «камеди» в предыдущей литературе).Затем пектин диспергируется вместе с оставшимся движением сока, и после пропитки водой, все еще остающейся в сосудах, он агрегируется и набухает. Гели могут действовать как цемент тилозов, а также сохранять клетки паренхимы, прилегающие к закупоренным сосудам, гидратированными (Rioux et al. 1998). Этот растворимый закупоривающий материал, который появляется на ранней стадии у больных или поврежденных растений, часто наблюдается на свежих срезах в виде полупрозрачных и серых участков, которые становятся темнее, и в виде твердых отложений камеди на более поздних стадиях повреждения.Обесцвечивание живых клеток ксилемы также может быть результатом окисления фенолов с образованием меланоидных пигментов, которые в конечном итоге могут попасть в закупоривающие гели в сосудах вместе с темным мицелием грибов, заражающих поврежденную область (Shigo 1979, Dimond 1955, Rioux et al. 1998). Расширение геля при контакте с оставшейся капиллярной водой могло играть более важную роль в сосудах из бука из-за их меньшего размера (1909,5 ± 1,9 мкм 2 в буке и 45,890 ± 50 мкм 2 в дубе) и более высокой плотности (96 .51 ± 0,18 сосудов мм -2 и 2,794 ± 0,007 сосудов мм -2 соответственно). Этот механизм может фактически объяснить четкие отпечатки, которые были видны при микроКТ-сканировании образцов влажного бука (рис. 4), и их отсутствие на дубе (рис. 5). Несмотря на то, что эти отпечатки не могут быть однозначно связаны с накоплением гелей в этом исследовании, присутствие тилозов внутри проводящих сосудов можно четко определить на снимках микроКТ, что, скорее всего, играет роль в уменьшении SFD в зоне вокруг датчиков TD. .

Мало что известно об образовании тилозов в ответ на введение сенсора и его влиянии на измеренные значения SFD. Способность к формированию тилозы, оцениваемая как процент сосудов с тилозами в пределах 20 мм от просверленного отверстия, была очень высокой у обоих исследуемых видов. До ~ 61% и 65% проводящих сосудов были закупорены тилозами на расстоянии 1 мм от сенсорного зонда как в продольном, так и в тангенциальном направлениях в буке и дубе, соответственно (рис. 8c и d). Присутствие тилозы было распространено внутри большинства проводящих сосудов и на значительной длине, но площадь просвета сосудов уменьшилась только на 10% и 8% у бука и дуба, соответственно (рис. 8а и б).Таким образом, наличие тилозов значительно нарушает путь потока и теплопроводность в проводящей ткани вокруг датчиков, что приводит к значительному снижению точности датчика. Фактически, активное образование тилозов в стволах живых деревьев, вероятно, вместе с накоплением гелей, происходящим при компартментализации, вызывало занижение СФО на 21,4 ± 3% и 47,5 ± 3,8% сенсорами TD, установленными в живых деревьях бука и дуба, соответственно. (Рисунок 9, подробности см. В Wiedemann et al., 2016).Тем не менее, различия между заниженными оценками СФО, обнаруженными для бука и дуба, не были статистически значимыми, как и тилозообразующая способность и серьезность окклюзий тилозов в пределах 1 мм от зондов, что не позволяет установить прямую связь между видоспецифичными различиями в раневая реакция и недооценка СФО.

Форма и размах раненой ткани

Четко видимая обесцвеченная область окружала датчики, вставленные в живые деревья, тогда как обесцвечивание не происходило вокруг датчиков, установленных в срезанных стволах (рис. 2).Это изменение цвета древесины является явным признаком развития раны в ответ на травму (Shigo, 1979). Интервал изменения цвета вокруг зондов был на порядок больше в радиальной, чем в поперечной плоскости (рис. 3), и был симметричным, что приводило к эллипсоидальной области для обоих видов, как и у Barrett et al. (1995). Это соответствовало объему разделенной на отсеки ткани, обнаруженному при рентгеновском сканировании микро-КТ образцов бука (рис. 4), а также тилозообразующей способности и жесткости в продольном и тангенциальном направлениях в случае дуба (рис. 8b и d).Пузырьки воздуха, споры грибов и бактерии могут проникать в сосуды, поврежденные просверливанием отверстий, и перемещаться по проводам в продольном направлении. Активное запечатывание заполненных воздухом сосудов для предотвращения распространения патогенов и / или дальнейшей эмболии (Pearce 1991, Clerivet et al. 2000, Sun et al. 2006, De Micco et al. 2016) привело к образованию эллипсоидальной области, разделенной на части. Аналогичным образом, цилиндрические сверлильные коронки (обычно диаметром от 4,00 до 5,15 мм), как сообщается, также вызывают раны, которые были более протяженными в продольном направлении (длина 16–155 см) (Dujesiefken et al.1999). Однако в других исследованиях предполагалось, что раны, образовавшиеся в результате введения цилиндрических датчиков скорости тепловых импульсов, имеют цилиндрическую форму (Swanson and Whitfield 1981, Wullschleger et al. 2011). Поскольку раны являются результатом активной реакции компартментализации поврежденной ткани, расширение раны будет напрямую зависеть от размера и формы этих повреждений, но усугубляется в направлении потока сока, что приводит к более протяженной раневой реакции в продольном направлении.

Протяженность поврежденной ткани в проводящей ксилеме ранее была связана с прямым снижением работы датчика потока сока (Barrett et al. 1995, Wullschleger et al. 2011). В нашем исследовании размеры ран были на несколько порядков больше, чем размеры ран, связанных с датчиками тепловых импульсов аналогичных размеров: 777 ± 63 мм 2 и 292 ± 33 мм 2 в радиальной плоскости для бука и дуба (рис. 3) по сравнению с 4–15 мм 2 , о которых сообщается в Wullschleger et al.(2011), и это было верно даже для ненагреваемых зондов. Ширина раны также увеличивалась у постоянно нагретых TD-зондов (рисунки 3 и 6). Напротив, зонды HPV нагреваются только периодически в течение нескольких секунд. Этот факт, а также игнорирование более широкого распространения ран в радиальной плоскости и увеличения размеров раны со временем, так как введение зонда HPV может частично объяснить большие различия в размерах ран между этими двумя инвазивными методами потока сока. Поскольку мы не обнаружили прямой зависимости между расширением раны и величиной недооценки SFD, большие размеры ран в датчиках TD не могут полностью объяснить большие недооценки SFD по сравнению с другими методами сокодвижения (Steppe et al.2010).

Наши изучаемые виды деревьев показали различия между расширением обесцвечивания и анатомическими изменениями. Изменение цвета было эллипсоидальным у обоих видов, но более длинным в образцах бука (рис. 3). Напротив, у бука тилосы вытянуты одинаково в продольном и тангенциальном направлениях (рис. 8а и в), но больше в продольном направлении у дуба (рис. 8б и г). Следовательно, диапазон анатомических преобразований древесины не обязательно совпадает с обесцвеченными участками, закупоренными гелем.Пектиновый материал в просвете сосуда может фактически происходить как из первичной стенки тилоза (Meyer and Côté 1968, Ouellette 1980, Bonsen and Kučera 1990, Rioux et al. 1998), так и непосредственно из защитного слоя клеток паренхимы ксилемы (Bonsen and Kučera 1990, Rioux et al. 1998). Различные виды также могут иметь различные механизмы, обеспечивающие эффективную изоляцию поврежденной ткани за счет заметного образования тилозов или гелей (Biggs 1987, Bonsen and Kučera 1990, Schmitt and Liese 1990, Saitoh et al.1993, Rioux et al. 1998 г., Де Микко и др. 2016). Хотя и дуб, и бук являются тилозой и гелеобразующими породами (Von Aufsess 1984, Schwarze and Baum 2000, база данных InsideWood с 2004 г. и далее, Wheeler 2011), наши результаты предполагают, что образование геля может быть более тесно связано с производством тилозы в дубе, где геометрия обесцвечивания и тилозов совпадают. В отличие от бука, клетки паренхимы могут производить дополнительный пектиновый материал на больших расстояниях от просверленных отверстий для завершения изоляции.Несмотря на то, что не было обнаружено значительных различий между недооценками SFD между двумя исследуемыми видами (Wiedemann et al., 2016, Рисунок 9), разные размеры ран и механизмы ранения указывают на зависящие от вида эффекты ран на оценки SFD.

Срок развития раны

Раны показали прогрессирующее развитие до 22 недель после введения сенсора в живые стебли. Об этом свидетельствует возрастающая тенденция к расширению обесцвеченной ткани, особенно в радиальной плоскости (Рисунок 3, Таблица 1), и в объеме секционированной области в буке (Рисунок 6) с промежутком времени, в течение которого датчик устанавливается в ствол живого дерева. .Более быстрая и более эффективная компартментализация была описана в начале вегетационного периода, когда физиологические механизмы, участвующие в защите и предотвращении патогенных инфекций, полностью активны, а повышенная активность клеток паренхимы позволяет более эффективно формировать вспомогательные вещества (Dujesiefken et al. 1999, 2005). Более высокие температуры могут также способствовать более быстрой реакции в ране, увеличивая эффективность компартментализации тканей (Shibata et al. 1981, Moore et al. 2010). Производство окклюзионных элементов может различаться в течение года, тилозы образуются преимущественно летом, а гели — зимой (Sun et al.2008 г.). Согласно нашим результатам, промежуток времени, в течение которого датчики были вставлены в ткань живой древесины, даже более определяет размер раны, чем фенологический статус дерева или температура.

Раны уже присутствовали в образцах осенней древесины, взятых через 5 недель после введения сенсора. Этот период согласуется с промежутком времени для развития раны, описанным в других исследованиях, например, 14–21 день у Smith and Allen (1996), 10–20 дней у Swanson and Whitfield (1981) и 7 дней после обрезки у Sun et al. .(2006). Мы показали в более раннем исследовании (Wiedemann et al., 2016), что значения SFD поля уменьшились сразу после установки датчика и достигли стабильных значений примерно через 2 недели, что было интерпретировано как указание на временные рамки проявления симптомов раневого эффекта. . Эти временные рамки, тем не менее, следует рассматривать как первую ориентацию для разграничения измерений, связанных с потенциальным поражением раны, поскольку на скорость реакции компартментализации раны может влиять несколько факторов, таких как фенологический статус дерева, климатические условия, возраст, скорость роста и расположение датчика. (Liese и Dujesiefken 1996, Shortle et al.1996 г., Dujesiefken et al. 1999, 2005, Sun et al. 2006 г., Мур и др. 2010). Приведем несколько примеров: молодые деревья (Shortle et al. 1996) и в целом деревья с высокими темпами роста (Dujesiefken et al. 2005) связаны с более быстрым восстановлением травм. Развитие тилозы также намного медленнее в поздней древесине и у основания, чем в апикальной области (Sun et al. 2006). Интересно, что более старые и большие раны не приводили к большей недооценке SFD сенсорами TD (рис. 9). Точность датчика может зависеть только от физических и анатомических преобразований в ограниченной области рядом с датчиками.Учитывая высокую способность образовывать тилозу в пределах нескольких миллиметров от сенсорных зондов (рис. 8c и d), даже ранние реакции ранения в этой области являются достаточными, чтобы привести к существенному занижению оценки SFD.

Рекомендации по повышению точности метода TD в полевых условиях

Большинство методов сокодвижения требуют введения зондов в ствол живого дерева, что делает их потенциально уязвимыми для предвзятости. Этот эффект широко известен для метода измерения скорости теплового импульса с некоторыми доступными математическими поправками (Swanson and Whitfield 1981).Однако метод TD основан на эмпирических уравнениях и не включает физические и термические свойства древесины (Lu et al. 2004), что затрудняет выполнение коррекции с использованием аналогичного подхода. Наши результаты предполагают, что развитие раны является видоспецифичным, что может привести к недооценке видоспецифической SFD, несмотря на то, что это не может быть обнаружено здесь (ср. Wiedemann et al. 2016). Многие другие факторы также могут влиять на время и величину раневого эффекта (Shortle et al.1996 г., Dujesiefken et al. 1999, 2005, Мур и др. 2010, Wiedemann et al. 2016), что делает сомнительным применение общей эмпирической поправки к данным о потоках полевого сока. С другой стороны, лабораторная калибровка для каждого конкретного случая очень трудоемка и в большинстве случаев невозможна из-за логистических причин или отсутствия инфраструктуры (Steppe et al. 2015).

Некоторые профилактические меры могут быть предложены для уменьшения реакции компартментализации и образования тилозов возле вставленных зондов.Осторожное бурение скважин в предрассветные или пасмурные метеорологические условия может помочь свести к минимуму разрушение ксилемы (Лу и др., 2004). Уменьшение размера сенсора или использование химических ингибиторов образования тилозов (Sun et al. 2007, McElrone et al. 2010) также может способствовать минимизации смещения, вызванного раной. Тем не менее, эти последние две меры могут потребовать новых калибровок (Джеймс и др., 2002) или повлечь за собой боковые изменения гидравлической проводимости, и ни одна из этих мер не может полностью предотвратить образование ран и, следовательно, недооценку сокодвижения.Как подробно объясняется в Wiedemann et al. (2016), полевое сравнение между SFD, измеренным недавно установленными датчиками и, следовательно, без развития ран, и датчиками, установленными в предыдущие четыре недели, следовательно, с развитыми ранами (Swanson and Whitfield 1981, Smith and Allen 1996), позволяет определить временные рамки развития раны и, следовательно, расчет поправки на занижение SFD, вызванное образованием раны. Более того, подобные недооценки, независимо от степени распространения ран на разных стадиях развития, также означают, что недооценки из-за раны неизбежны через 2–4 недели после установки датчика (Wiedemann et al.2016). Точность измерения сокодвижения будет снижена, как только вокруг введенных зондов начнут развиваться раны. Предлагаемый практический подход в Wiedemann et al. (2016) также предоставят ценную информацию о факторах, влияющих на величину раневого эффекта в каждом конкретном случае. В долгосрочной перспективе полученная информация может быть включена в численные модели (Wullschleger et al. 2011), так что конкретные коррекции раны могут быть разработаны априори.

Выводы

Датчики инвазивного сокодвижения могут значительно занижать плотность потока сока из-за образования ран вокруг зондов, вставленных в стволы живых деревьев.Рентгеновское сканирование с помощью микроКТ позволило нам впервые охарактеризовать анатомические преобразования, происходящие в тканях древесины, и связать их с соответствующим смещением датчиков TD. Как часть активной реакции компартментализации, значительное образование тилозов и, скорее всего, образование гелей закупорили проводящие сосуды вокруг вставленных зондов TD, что уменьшило гидравлическую проводимость в этих областях. Возникновение тилозов действительно однозначно связано с уменьшением потока, обнаруживаемого датчиками TD.Тайлозы перекрывали большую часть проводящих сосудов в зоне, ближайшей к датчику, хотя их пространственное распределение не всегда совпадало с обесцвеченной областью раны. Обесцвечивание, вероятно, связанное с грибковой инфекцией и присутствием гелей темного цвета (Dimond 1955, Rioux et al. 1998), было эллипсоидальным и больше в радиальной плоскости и различалось у разных видов в зависимости от возраста раны и наличия источника тепла. Однако большие размеры раны не приводили к более высоким недооценкам СФД.

Анатомические и физиологические изменения древесины, описанные здесь в ответ на вставленные датчики TD, могут представлять собой один из основных источников недооценки сокодвижения в большом количестве исследований во всем мире.Окклюзия ран, скорее всего, возникает в ответ на любой инвазивный датчик потока сока, поскольку реакция компартментализации является обычной реакцией на травмы. Более того, тилозы и другие материалы, закупоривающие сосуды, были описаны в более чем 111 и 106 семейств и подсемейств, соответственно, и затрагивают ~ 17% и 18% мировых лесов (современная база данных InsideWood по древесине с 2004 г. по настоящее время, Wheeler 2011). И тилозы, и затвердевшие гели (десны) на продвинутой стадии развития, такие как те, которые присутствуют в обесцвеченных тканях раны, можно рассматривать как необратимую окклюзию сосудов, поскольку для их разложения потребуются очень сложные процессы (De Micco et al.2016). Несмотря на его актуальность, использование универсального фактора коррекции ран, вероятно, нецелесообразно (Wiedemann et al., 2016), поскольку на формирование окклюзионных элементов влияют возраст раны, порода деревьев и наличие источника тепла, а также климатические условия. условия, размеры сенсора и фенология, среди прочего. Информация, представленная в нашем исследовании, способствует способности априори обнаруживать потенциально предвзятые измерения сокодвижения и разрабатывать стратегии для повышения точности инвазивных методов.

Конфликт интересов

Не заявлено.

Финансирование

Проект

поддержан Седьмой рамочной программой Европейского Союза — Trees4Future — (284181 по SM-J), Седьмой рамочной программой Европейского Союза, действиями Марии Склодовской-Кюри и Министерством экономики, инноваций, науки и занятости Хунты. Андалусия — «Программа центра талантов Андалусии» — (COFUND — Соглашение о гранте 2

для SM-J), Министерство экономики и конкурентоспособности Испании, включая Европейские фонды регионального развития — «GEISpain» — (CGL2014-52838-C2-1-R ), а также Федеральным министерством образования и исследований Германии — INFLUINS (03 IS 2001 A).

Благодарности

Мы благодарим членов полевых исследовательских групп Института биогеохимии Макса Планка в Йене, кафедру биоклиматологии Геттингенского университета и управление лесного хозяйства Лайнефельде за их поддержку в вырубке деревьев. Особая благодарность всем членам группы полевых исследований отдела вычислительных гидросистем UFZ за их поддержку во время полевых и лабораторных экспериментов, в частности Андреасу Видеману, Себастьяну Гимперу, Хендрику Зёфелю, Лауре Динстбах и Инмакулада Гарсиа Кирос.

Список литературы

Aleemullah

M

,

Walsh

KB

(

1996

)

Отмирание австралийской папайи: доказательства против гипотезы дефицита кальция и наблюдения о значении автофлуоресценции латицифера

.

Aust J Agric Res

47

:

371

385

.

Barrett

DJ

,

Hatton

TJ

,

Ясень

JE

,

Ball

MC

(

1995

)

Оценка скорости теплового импульса для измерения потока сока в тропических лесах и эвкалиптовые лесные виды юго-востока Австралии

.

Plant Cell Environ

18

:

463

469

.

Biggs

AR

(

1987

)

Наличие и расположение туберина в зонах раневой реакции в ксилеме 17 видов деревьев

.

Фитопатология

77

:

718

725

.

Bonsen

KJM

,

Kučera

LJ

(

1990

)

Окклюзии сосудов у растений: морфологическая функция и эволюционные аспекты

.

IAWA Bull

11

:

393

399

.

Burgess

SSO

,

Adams

MA

,

Turner

NC

,

Beverly

CR

,

Ong

CK

,

Khan

AAH

,

Bleby

TM

(

2001

)

Усовершенствованный метод тепловых импульсов для измерения низких и обратных скоростей сокодвижения древесных растений

.

Tree Physiol

21

:

589

598

.

Втулка

SE

,

Hultine

KR

,

Sperry

JS

,

Ehleringer

JR

(

2010

)

Калибровка датчиков потока сока для рассеивания тепла для кольцевых и диффузно-пористых деревьев

.

Tree Physiol

30

:

1545

1554

.

Čermák

J

,

Kučera

J

,

Nadezhdina

N

(

2004

)

Измерение потока сока с помощью некоторых термодинамических методов, интеграция потока внутри деревьев и масштабирование от образцов деревьев до целых лесных насаждений

.

Деревья Struct Funct

18

:

529

546

.

Clausnitzer

F

,

Köstner

B

,

Schwärzel

K

(

2011

)

Взаимосвязь между транспирацией растительного покрова, атмосферными условиями и доступностью воды в почве — анализ долгосрочных измерений потока сока в старый еловый лес норвежских в Рудных горах / Германия

.

Agric для Meteorol

151

:

1023

1034

.

Clerivet

A

,

Déon

V

,

Alami

I

,

Lopez

F

,

Geiger

JP

,

Nicole

M

(

2000

)

Tyloses а гели, связанные с накоплением целлюлозы в сосудах, представляют собой ответы проростков платана ( Platanus × acerifolia ) на сосудистый гриб Ceratocystis fimbriata f. sp. Платани

.

Деревья

15

:

25

31

.

Cochard

H

,

Tyree

MT

(

1990

)

Дисфункция ксилемы в Quercus : размеры сосудов, тилозы, кавитация и сезонные изменения эмболии

.

Tree Physiol

6

:

393

407

.

Collins

BR

,

Parke

JL

,

Lachenbruch

B

,

Hansen

EM

(

2009

)

Влияние инфекции Phytophthora ramorum на гидравлическую проводимость и формирование тилоза Заболонь таноак

.

Can J для Res

39

:

1766

1776

.

Copini

P

,

den Ouden

J

,

Decuyper

M

,

Mohren

GMJ

,

Loomans

AJM

,

Sass-Klaassen

U

(

2014

а )

Ранние раневые реакции клена японского в период зимнего покоя: влияние двух контрастирующих температурных режимов

.

Заводы AoB

6

:

plu059

.

Copini

P

,

Sass-Klaassen

U

,

Ouden

DJ

(

2014

b )

Точность датировки очагов насекомых с использованием анатомии древесины: случай Anoplophora на японском языке Клен

.

Деревья

28

:

103

113

.

Davis

TW

,

Kuo

C-M

,

Liang

X

,

Yu

P-S

(

2012

)

Датчики потока сока: конструкция, контроль качества и сравнение

.

Датчики

12

:

954

971

.

De Micco

V

,

Balzano

A

,

Wheeler

EA

,

Baas

P

(

2016

)

Tyloses and gums: обзор структуры, функции и возникновения сосуда Козлова

.

IAWA J

37

:

186

205

.

Dierick

M

,

Masschaele

B

,

Van Hoorebeke

L

(

2004

)

Octopus, быстрый и удобный пакет томографической реконструкции, разработанный в LabView®

.

Meas Sci Technol

15

:

1366

1370

.

Dierick

M

,

Loo

VD

,

Masschaele

B

(

2010

)

A Базовая программная платформа для управления компьютерным томографом на основе LabVIEW®

.

J Xray Sci Technol

18

:

451

461

.

Dierick

M

,

Loo

VD

,

Masschaele

B

(

2014

) Последние разработки сканеров микро-КТ в UGCT.Nucl Instrum методы Phys Res B 324: 35-40.

Даймонд

AE

(

1955

)

Патогенез при заболеваниях вилта

.

Annu Rev Plant Physiol

6

:

329

350

.

Do

F

,

Rocheteau

A

(

2002

)

Влияние естественных температурных градиентов на измерения потока ксилемного сока с помощью датчиков рассеивания тепла. 2. Преимущества и калибровка системы прерывистого отопления

.

Tree Physiol

22

:

649

654

.

Dujesiefken

D

,

Rhaesa

A

,

Eckstein

D

,

Stobbe

H

(

1999

)

Реакция на рану дерева при различных обработках скважин

.

Дж Арборический

25

:

113

123

.

Dujesiefken

D

,

Liese

W

,

Shortle

W

,

Minocha

R

(

2005

)

Реакция бука и дуба на ранения, нанесенные в разное время года

.

Eur J Для Res

124

:

113

117

.

Краситель

PJ

,

Soko

S

,

Poulter

AG

(

1996

)

Оценка метода скорости теплового импульса для измерения потока сока в Pinus patula

.

J Exp Bot

47

:

975

981

.

Ewers

BE

,

Oren

R

(

2000

)

Анализ допущений и ошибок в расчете устьичной проводимости по измерениям потока сока

.

Tree Physiol

20

:

579

589

.

Fiora

A

,

Cescatti

A

(

2006

)

Суточная и сезонная изменчивость радиального распределения плотности потока сока: значение для оценки транспирации древостоя

.

Tree Physiol

26

:

1217

1225

.

Gebauer

T

,

Horna

V

,

Leuschner

C

(

2012

)

Транспирация древесного покрова чистых и смешанных лесных насаждений с переменным обилием европейского бука

.

J Hydrol

442–443

:

2

14

.

Granier

A

(

1985

)

Новый метод измерения потока сока в стволах деревьев

.

Ann Sci Для

42

:

193

200

.

Granier

A

,

Biron

P

,

Lemoine

D

(

2000

)

Водный баланс, транспирация и проводимость купола в двух подставках для бука

.

Agric для Meteorol

100

:

291

308

.

Зеленый

S

,

Clothier

B

,

Jardine

B

(

2003

)

Теория и практическое применение теплового импульса для измерения сокодвижения

.

Agron J

95

:

1371

1379

.

Зеленый

SR

,

Clothier

BE

(

1988

)

Использование воды из виноградных лоз киви и яблонь методом теплового импульса

.

J Exp Bot

39

:

115

123

.

Herbst

M

,

Roberts

JM

,

Rosier

PTW

,

Taylor

ME

,

Gowing

DJ

(

2007

)

Краевые эффекты и использование воды в лесу: a Полевые исследования в смешанном лиственном лесу

.

Для Ecol Manage

250

:

176

186

.

Herbst

M

,

Rosier

PTW

,

Morecroft

MD

,

Gowing

DJ

(

2008

)

Сравнительные измерения транспирации и проводимости полога в двух смешанных лиственных лесах, различающихся по структуре и видовой состав

.

Tree Physiol

28

:

959

970

.

James

SA

,

Clearwater

MJ

,

Meinzer

FC

,

Goldstein

G

(

2002

)

Датчики тепловыделения переменной длины для измерения потока сока в деревьях с заболонь глубокая

.

Tree Physiol

22

:

277

283

.

Liese

W

,

Dujesiefken

D

(

1996

) Раневые реакции деревьев.In:

Raychaudhuri

SP

,

Maramosch

K

(eds)

Лесные деревья и пальмы — болезни и борьба с ними

.

Оксфорд и IBH Publishing Co PVT LTD

,

Нью-Дели, Индия

, стр.

20

42

.

Loustau

D

,

Domec

JC

,

Bosc

A

(

1998

)

Интерпретация изменений плотности потока ксилемного сока в стволе морской сосны ( Pinus pinaster Ait.): применение модели для расчета водных потоков на уровне деревьев и насаждений

.

Ann For Sci

55

:

29

46

.

Lu

P

,

Urban

L

,

Zhao

P

(

2004

)

Метод термодиссипации (TDP) Гранье для измерения сокодействия в деревьях: теория и практика

.

Acta Bot Sinica

46

:

631

646

.

Lubczynski

MW

,

Chavarro-Rincon

D

,

Roy

J

(

2012

)

Новый метод циклического рассеивания тепла для коррекции естественных градиентов температуры при измерениях сокодействия. Часть 1. Теория и применение

.

Tree Physiol

32

:

894

912

.

McElrone

AJ

,

Grant

JA

,

Kluepfel

DA

(

2010

)

Роль тилозов в гидравлическом отказе кроны зрелых деревьев грецкого ореха, пораженных апоплексическим расстройством

.

Tree Physiol

30

:

761

772

.

Meyer

RW

,

Côté

WA

(

1968

)

Формирование защитного слоя и его роль в развитии тилоза

.

Wood Sci Technol

2

:

84

94

.

Moore

GW

,

Bond

BJ

,

Jones

JA

,

Meinzer

FC

(

2010

)

Датчики потока сока для тепловыделения могут не давать согласованных оценок потока сока сверх несколько лет

.

Деревья

24

:

165

174

.

Надеждина

N

,

Vandegehuchte

MW

,

Steppe

K

(

2012

)

Измерения плотности потока сока методом деформации теплового поля

.

Деревья

26

:

1439

1448

.

Oishi

AC

,

Oren

R

,

Novick

KA

,

Palmroth

S

,

Katul

GG

(

2010

)

Межгодовая неизменность эвапотранспирации лесов и ее последствий к потоку воды после

.

Экосистемы

13

:

421

436

.

Ouellette

GB

(

1980

)

Возникновение тилозов и их ультраструктурная дифференциация от структур аналогичной конфигурации у американского вяза, инфицированного Ceratocystis ulmi

.

Can J Bot

58

:

1056

1073

.

Parameswaran

N

,

Knigge

H

,

Liese

W

(

1985

)

Электронно-микроскопическое изображение прослойки в тилозной стене бука и дуба

.

IAWA J

6

:

269

271

.

Parke

JL

,

Oh

E

,

Voelker

S

,

Hansen

EM

,

Пряжки

G

,

Lachenbruch

B

(

2007

)

Phytophthora ramorum колонизирует ксилему таноака и ассоциирован с уменьшенным переносом стволовой воды

.

Фитопатология

97

:

1558

1567

.

Пирс

РБ

(

1991

)

Реликты зоны реакции и динамика распространения грибов в ксилеме древесных покрытосеменных

.

Physiol and Mol Plant Pathol

39

:

41

56

.

Пирс

RB

(

1996

)

Антимикробная защита древесины живых деревьев

.

Новый Фитол

132

:

203

233

.

Quinn

GP

,

Keough

MJ

(

2009

)

Экспериментальный план и анализ данных для биологов

.

Издательство Кембриджского университета

,

Кембридж

.

Ridler

TW

,

Calvard

S

(

1978

)

Установление порога изображения с использованием метода итеративного выбора

.

IEEE Trans Syst Man Cybern

8

:

630

632

.

Ringgaard

R

,

Herbst

M

,

Fribourg

T

(

2012

)

Разделение эвапотранспирации леса: влияние краевых эффектов и структуры полога

.

Agric для Meteorol

166

:

86

97

.

Rioux

D

,

Nicole

M

,

Simard

M

,

Ouellette

GB

(

1998

)

Иммуноцитохимическое доказательство того, что секреция пектина происходит во время образования геля (смолы) и тилоза в деревьях

.

Фитопатология

88

:

494

505

.

Saitoh

T

,

Ohtani

J

,

Fukazawa

K

(

1993

)

Наличие и морфология тилозов и камедей в сосудах из лиственных пород Японии

.

IAWA J

14

:

359

371

.

Schindelin

J

,

Arganda-Carreras

I

,

Frize

E

et al. . (

2012

)

Fiji: платформа с открытым исходным кодом для анализа биологических изображений

.

Натуральный Мет

9

:

676

682

.

Schmitt

U

,

Liese

W

(

1990

)

Рановая реакция паренхимы Betula

.

IAWA Bull

11

:

413

420

.

Schmitt

U

,

Liese

W

(

1993

)

Реакция паренхимы ксилемы на суберизацию в некоторых лиственных породах после механической травмы

.

Деревья

8

:

23

30

.

Schwarze

FWMR

,

Baum

S

(

2000

)

Механизмы проникновения гниющих грибов в зону реакции древесины бука ( Fagus sylvatica )

.

Новый фитолог

146

:

129

140

.

Shibata

N

,

Harada

H

,

Saiki

H

(

1981

)

Развитие и структура травматических тилозов в Quercus serrata Thunb, 1: развитие травматических тилозов при различных сверлениях сезоны

.

JWRS J

27

:

618

625

.

Shigo

AL

(

1979

)

Распад дерева — расширенная концепция.Agric. Инф. Бык. 419

.

Министерство сельского хозяйства США, Лесная служба

,

Вашингтон, округ Колумбия

, стр.

73

.

Shigo

AL

(

1984

)

Компартментализация: концептуальная основа для понимания того, как деревья растут и защищают себя

.

Annu Rev Phytopathol

22

:

189

214

.

Shigo

AL

(

1991

)

Современное садоводство: системный подход к уходу за деревьями и их спутниками

.Shigo and Trees Associates, Дарем, США.

Shortle

WC

,

Smith

KT

,

Dudzik

KR

(

1996

) Гниющие болезни стволовой древесины: выявление, диагностика и лечение. В: Raychaudhuri SP, Maramorosch K (ред.). Лесные деревья и пальмы. Oxford & IBH Publishing, Нью-Дели, стр. 95-109.

Smith

DM

,

Allen

SJ

(

1996

)

Измерение сокодвижения в стеблях растений

.

J Exp Bot

47

:

1833

1844

.

Степь

K

,

Cnudde

V

,

Girard

C

,

Lemeur

R

,

Cnudde

JP

,

Jacobs

P

(

2004

)

Использование рентгеновской компьютерной микротомографии для неинвазивного определения анатомических характеристик древесины

.

J Struct Biol

148

:

11

21

.

Steppe

K

,

De Pauw

DJW

,

Doody

TM

,

Teskey

RO

(

2010

)

Сравнение плотности потока сока с использованием теплового рассеяния, скорости теплового импульса и Методы деформации теплового поля 900 11.

Agric для Meteorol

150

:

1046

1056

.

Степь

K

,

Vandegehuchte

MW

,

Tognetti

R

,

Mencuccini

M

(

2015

)

Сводный поток как ключевой признак в понимании гидравлического функционирования завода

.

Tree Physiol

35

:

341

345

.

Sun

Q

,

Rost

TL

,

Matthews

MA

(

2006

)

Вызванное обрезкой развитие тилозы в стеблях побегов текущего года Vitis vinifera (Vitaceae)

.

Am J Bot

93

:

1567

1576

.

Sun

Q

,

Rost

TL

,

Reid

MS

,

Matthews

MA

(

2007

)

Этилен, а не эмболия необходимы для индуцированного раной развития тилозы в стволах Виноградная лоза

.

Физиология растений

145

:

1629

1636

.

Sun

Q

,

Rost

TL

,

Matthews

MA

(

2008

)

Окклюзии сосудов, вызванные раной, при Vitis vinifera (Vitaceae): тилозы летом и гели зимой1

.

Am J Bot

95

:

1498

1505

.

Swanson

RH

,

Whitfield

DW

(

1981

)

Численный анализ теории и практики скорости теплового импульса

.

J Exp Bot

32

:

221

239

.

Vandegehuchte

MW

,

Steppe

K

(

2012

)

Sapflow +: четырехигольчатый тепловой импульсный датчик потока сока, позволяющий проводить неэмпирические измерения плотности потока сока и содержания воды

.

Новый Фитол

196

:

306

317

.

Vandegehuchte

MW

,

Steppe

K

(

2013

)

Методы измерения плотности потока Sap: принципы работы и применимость

.

Funct Plant Biol

40

:

213

223

.

Vlassenbroeck

J

,

Dierick

M

,

Masschaele

B

(

2007

)

Программные инструменты для количественной оценки рентгеновской микротомографии на UGCT

.

Nucl Instrum методы Phys Res A

580

:

442

445

.

Von Aufsess

H

(

1984

)

Некоторые примеры изменения цвета древесины, связанные с механизмами потенциальной защиты живых деревьев от поражения грибами

.

IAWA J

5

:

133

138

.

Wheeler

EA

(

2011

)

InsideWood — Интернет-ресурс по анатомии твердых пород дерева

.

IAWA J

32

:

199

211

.

Wiedemann

A

,

Marañón-Jiménez

S

,

Rebmann

C

,

Herbst

M

,

Cuntz

M

(

2016

)

Эмпирическое исследование раны влияние на плотность потока сока, измеренную с помощью зондов рассеивания тепла

.

Tree Physiol

36

:

1471

1484

.

Wullschleger

SD

,

Childs

KW

,

King

AW

,

Hanson

PJ

(

2011

)

Модель теплопередачи в заболони и последствия для измерения плотности потока сока с использованием Датчики рассеивания тепла

.

Tree Physiol

31

:

669

679

.

Zimmermann

MH

(

1979

)

Открытие тилозов венской женщиной в 1845 году.

.

IAWA Bull

2

:

51

56

.

Заметки автора

Обработка

Редактор Роберто Тогнетти

© Автор, 2017. Опубликовано Oxford University Press. Все права защищены. Для получения разрешений обращайтесь по электронной почте: [email protected]

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *