تبلیغات
مقالات مهندسی پزشکی ، برق ، الکترونیک ،علوم پایه ، علوم آزمایشگاهی ، پزشکی،روانشناسی - مطالب روباتیک

قاتل بیصدا Silent Killer

1390/09/4 08:08

نویسنده : شهرام قاسمی
ارسال شده در: الکترونیک ، روباتیک ،


بنابر نوشته ی مجله انجمن پزشکی آمریکا Journal of American Medical Association، مسمومیت ناشی از منواکسید کربن علت عمده مرگ های ناشی از مسمومیت های تصادفی در ایالات متحده است. گاز منواکسیدکربن به میزان خیلی کم در هوا وجود دارد.

مونواکسد کربن یا CO گازی بی بو، بی رنگ و بدون طعم است. هر مولکول CO از ترکیب یک اتم کربن و یک اتم اکسیژن بوجود میآید. این گاز در نتیجه احتراق ناقص سوختهای فسیلی مانند چوب، نفت چراغ، گازولین، زغال چوب، پروپان، گاز طبیعی و نفت ایجاد میشود.

 در محیط منزل، این گاز با سوخت ناقص هر وسیله شعله دار (نه الکتریکی) مانند اجاق گاز، منقل، لباس خشک کن، بخاری، آبگرمکن، اتومبیل و موتورسیکلت و... ایجاد میشود. در این بین وسایل با شعله رو باز نظیر بخاری و فر خوراک پزی و اتوموبیل و موتور سیکلت عمده ترین علت مسمویت ناشی از گاز مونواکسید کربن هستند. بخاری و آبگرمکن نیز از جمله منابع این گازند، ولی با کمک لوله ی مناسب میتوان گاز ناشی از احتراق را به خارج از منزل هدایت کرد.

هنگامی که مونو اکسید کربن استنشاق میشود با عبور از شش ها وارد مولکولهای هموگلوبین سلولهای قرمز خون شده ، پیوند بسیار محکمی با اتمهای آهن خون ایجاد میکند. قدرت جذب بین CO و هموگلوبین 200 بار قویتر از هموگلوبین و اکسیژن است. گاز با محدود کردن رسیدن اکسیژن به هموگلوبین آنرا محصور و "کربوکسی هموگلوبین" را تشکیل میدهد. کربوکسی هموگلوبین از انتقال اکسیژن در خون جلوگیری و توانایی سلولهای قرمز خون را تغییر می دهد. در نتیجه بدن دچار کمبود اکسیژن و ضایعه بافتی و در نهایت مرگ میشود. مسمومیت با مقدار اندک این گاز علائمی شبیه سرماخوردگی دارد: تنگی نفس، سردرد، و دل آشوبی. مقدار بیشتر این گاز سبب سرگیجه، گم گشتگی ذهنی، سردرد شدید، تهوع و ضعف قوای جسمی میشود. افزایش بیشتر استنشاق گاز موجب بیهوشی، ضایعات مغزی دائمی، و نهایتاً مرگ میشود. نوزادان، کودکان، زنان آبستن، افراد با بیماریهای مزمن خونی و تنفسی و سالخوردگان آسیب پذیرترین افراد در برابر این گاز هستند.

بر اساس استانداردهای ارائه شده توسط موسسه اجرایی سلامت و بهداشت HSE (Health and Safety Executive) میزان مجاز  CO در محیط باید کمتر از 50ppm باشد. مقدار 200ppm از این گاز ظرف 2 تا 3 ساعت باعث سردرد میشود. میزان 400ppm از گاز CO ظرف 1 تا 2 ساعت باعث سردرد در پیشانی و سپس گسترش آن در تمام نواحی سر در 3 ساعت میشود. مقدار 800ppm از این گاز طی 45 دقیقه باعث گیجی، تهوع و تشنج و بعد از 2 ساعت باعث بی حسی و بیهوشی میشود.

اکنون در بسیاری از بخشهای منازل مجتمع های مسکونی دتکتورهای CO نصب شده اند تا میزان CO ی موجود در هوا را تعیین و در صورت رسیدن به مقدار تعیین شده – معمولاً 300 تا 350ppm – آلارم دهند. این آشکارسازها بکلی با دتکتورهای دود Smoke Detectors متفاوتند و نمی توان آنها را بجای یکدیگر بکاربرد. نوع تجاری دتکتور دود و CO نیز اکنون در یک بسته بندی در بازار عرضه میشود.

 شکل یک - آشکارساز CO

قیمت آشکار ساز CO در حدود 20 تا 50 دلار است و با برق و باطری کار می کند. بسته به اینکه باطری دستگاه قابل شارژ باشد و اینکه باطری بک آپ داشته باشد یا خیر، قیمت دستگاه تغییر می کند. این وسیله را با توجه به کاتالوگ سازنده هم میتوان نزدیک سقف و هم نزدیک به کف اتاق یا هر محل مناسب دیگری نصب کرد. حتماً توجه داشته باشید که این وسیله را باید خارج از اتاق خواب نصب کنید. در بعضی از ایالات آمریکای شمالی مثل ایلی نویز، ماساچوست، مینه سوتا، نیوجرسی و ورمونت و در کانادا در اونتاریو نصب این وسیله در منازل اجباری است.

 

در آشکارسازهای گاز CO از یکی از سه نوع سنسور بایومیمتیک Biomimetic الکتروشیمیایی Electrochemical و نیمه هادی Semiconductor استفاده می شود و تفاوت آنها در قیمت، دقت و زمان پاسخ سنسورهای بکار رفته می باشد. از آنجاییکه بطور معمول سطح گاز CO کم کم افزایش می یابد و فاصله زیادی بین میزان ایمن و غیر ایمن غلظت گاز وجود دارد، هر سه نوع این سنسورها دارای ویژگی تقریباً یکسانی بعنوان آشکارساز گاز CO هستند. سنسورهای گاز CO هر سه تا پنج سال یکبار باید تعویض و با سنسور نو جایگزین شوند. بعلاوه آشکارساز CO باید بطور معمول هر هفته – و یا حداکثر هر ماه – یکبار تست شوند (بدین منظور دکمه تستی روی دستگاه تعبیه شده است).

سنسورهای CO از نوع بایومیمتیک

این سنسورها بر مبنای تاثیر گاز CO بر هموگلوبین خون از الیاف مصنوعی و شفافی با خواصی نظیر آن ساخته شده اند. در حضور گاز CO این الیاف تیره میشوند و با خروج گاز مجدداً به حالت اولیه باز میگردند. در جعبه آشکارساز محتوی این سنسورها سپس از یک سنسور نوری معمولی یا لیزر سنسور میتوان جهت تشخیص وجود و میزان گاز استفاده نمود.

آَشکار سازهای CO از نوع الکتروشیمیایی

این دسته از سنسورهای گاز CO در بین سایر تکنولوژیها در زمره دقیقترین نوع سنسورهای گاز CO محسوب میشوند که دارای خروجی کاملاً خطی نسبت به غلظت گاز CO بوده و توان مصرفی بسیار ناچیزی دارند. بعلاوه طول عمر این سنسورها بیش از 5 سال است. مشکل عمده تنها در قیمت این سنسورهاست که با کمک تکنولوژیهای مدرن و به روز شده تا اندازه ای کمتر شده است.

 

شکل دو - نمونه سنسور الکتروشیمیایی CO و منحنی پاسخ خروجی

این سنسورها بصورت یک باطری تر عمل می کنند که بجای تولید برق، جریانی را تولید می کند که متناسب با غلظت گاز هدف – در این جا گاز CO – است. این سنسورها شامل محفظه ای مرکب از 2 الکترود، سیمهای اتصال و الکترولیت – معمولاً اسید سولفوریک – هستند. گاز CO در یک الکترود اکسیده شده و بصورت CO2 در میآید و در همین حین اکسیژن در الکترود دوم مصرف میشود. در نتیجه جریان الکترونی بین دو الکترود از درون الکترولیت تولید می شود که متناسب – و کاملاً خطی – با غلظت گاز CO است.

سنسور نیمه هادی گاز CO  

این نوع سنسورها بیشتر بر اساس دی اکسید قلع و در حضور موادی برای دوپینگ و فیلتر کردن نظیر پالادیوم و نقره بر روی بستری از جنس سرامیک یا آلومینا ساخته میشوند. کوچکی ابعاد و قیمت بسیار پایین آنها در مقایسه با دو نوع سنسور قبلی از مزایای این نوع سنسورهاست. بعلاوه ساخت این سنسورها در قالب ماسفت های حساس به گاز باعث میشود تا بتوان تعداد بسیار زیادی از این سنسورها را روی یک بستر ایجاد و همزمان روی همان بستر مدار جانبی و سیگنال کاندیشنیگ را ساخت. اکنون بینی های الکترونیکی یا E-Nose ها بر مبنای تکنولوژی MGS (MOS-Gas Sensors) برای آشکارسازی انواع گازهای تاکسیک نظیر CO رو به گسترش اند.

                        شکل سه- مدار مجتمع حسگر CO

 سنسورهای نیمه هادی (اکسید فلز) گاز CO Metal Oxide CO Gas Sensor

 

سنسورهای گاز نیمه هادی بر اساس پدیده تغییر سطحی کار می کنند. بدین معنی که گاز هدف با اتمهای لایه ی سطحی واکنش داده سبب تغییر سطح باند انرژی از نیمه هادی به هدایت یا عایقی می شود. یکی از انواع سنسورهای بسیار مهم در تشخیص گازهای خطرناک، سنسور گاز CO است.

 

در این دسته از سنسورها المان حسگر لایه ی نازکی از اکسید قلع است که روی الکترودهای سنسور را پوشانده است. در حالت عادی و در محیط خلا، الکترودها هیچ نوع ارتباطی با یکدیگر نداشته و سیستم کاملاً مدار باز است. در محیط آزاد، سطح اکسید قلع باعث جذب اکسیژن و مونو اکسید کربن می شود. اکسیژن باعث محدودیت جریان الکترونها و در نتیجه افزایش مقاومت بین دو الکترود میشود. از طرف دیگر مونو اکسید کربن باعث افزایش حرکت الکترونهای سطحی در اکسید قلع شده و هدایت الکتریکی را افزایش میدهد (کاهش مقاومت الکتریکی).

 

چگونگی واکنش گاز CO با سطح سنسور

شکل 1- چگونگی اثر سطحی در سنسور گاز CO

 

برای داشتن حداکثر حساسیت معمولاً اکسید قلع را با کلرید پالادیوم PdCl2 و اکسید منگنز MgO به نسبت 99 به 1 ترکیب می کنند. سپس به نسبت 95 به 5 به ترکیب حاصل اکسید توریوم ThO2 می افزایند. اکنون با افزودن ترکیب هایدروفیلیک سلیکا Hydrophilic Silica با نسبت 2.5 به 97.5 به آن پودری را در اختیار دارید که می توانید با افزودن Binder از آن برای چاپ فیلم ضخیم استفاده کنید.

 

یکی از روشهای معمول برای ساختن Binder یا اصطلاحاً چسب در این نوع سنسورها استفاده از ترکیبات ارگانیک نظیر ترکیب بتا-ترپینوئل Beta-Terpeneol، بوتیل کاربیتول استیت Butyl Carbitol Acetate و اتیل سلولز است.

 

پس از چاپ فیلم روی الکترودهای مربوطه و انجام پروسه Thermal Treatment در دماهای متفاوت شما سنسوری را خواهید داشت که علاوه بر CO به گاز قابل اشتعال H2 نیز حساس است. دمای کار قطعه در بهترین حالت در رطوبت 45 درصد در حدود 250 درجه سانتیگراد است. با انتخاب کاتالیست مناسب نظیر ترکیبات نقره و پالادیوم می توانید با بالاتر بردن حساسیت دمای کار را تا حدود 150 درجه کاهش دهید.

 

شکل 2 - پاسخ سنسور به گاز CO و CH4

 




دیدگاه ها : نظرات
آخرین ویرایش: - -

رادار تصویری

1390/09/4 08:06

نویسنده : شهرام قاسمی
ارسال شده در: الکترونیک ، روباتیک ،


رادار تصویری

 

رادار تصویری
رادار یک سیستم الکترومغناطیسی است که برای تشخیص و تعیین موقعیت هدف بکار می رود . با رادار می توان درون محیطی را که برای چشم ،غیر قابل نفوذ است دید مانند تاریکی ،باران،مه.برف،غبار و غیره . اما مهمترین مزیت رادار توانایی آن درتعیین فاصله یا حدود هدف می باشد .


چكیده :

رادار یك سیستم الكترومغناطیسی است كه برای تشخیص و تعیین موقعیت هدف بكار می رود . با رادار می توان درون محیطی را كه برای چشم ،غیر قابل نفوذ است دید مانند تاریكی ،باران،مه.برف،غبار و غیره . اما مهمترین مزیت رادار توانایی آن درتعیین فاصله یا حدود هدف می باشد .كاربرد رادارها در اهداف زمینی ، هوایی،دریایی، فضایی و هواشناسی می باشد. ایجاد سیستمی با توانایی بالا در ردیابی پدیده ها و ایجاد تصاویر با كیفیت بالا از آنها هدف عمده ساخت رادار تصویری می باشد .

مقدمه :

گاه امكان بررسی اجسام از نزدیك وجود ندارد . برای مثال جهت بررسی سطح اقیانوس ها نقشه برداری از عراضی جغرافیایی لزوم ساخت وسایلی كه بتوانند از راه دور این كاررا انجام دهند به چشم می خورد . با دستیابی به تكنولو؟ی سنجش از راه دور بسیاری از این مشكلات برطرف گشت . در واقع در این روش امكان بررسی اجسام وسطوحی كه نیاز به بررسی از راه دور دارند را فراهم می آورد . سنجش از راه دور رامی توان به دو بخش فعال وغیر فعال تقسیم كرد . گستره طول موج امواج مایكرویو نسبت به طیف مادون قرمز ومرئی سبب گردیده تا از سنجش از راه دور به وسیله امواج از این طیف استفاده گردد .

عملكردسیستم های سنجش غیرفعال همانند سیستم های سنجش دما عمل می كنند .در اینگونه سیستم ها با اندازه گیری انر؟ی الكترومغناطیسی كه هر جسم به طور طبیعی از خود ساتع می كند نتایج لازم كسب می گردد .هواشناسی واقیانوس نگاری از كاربردهای این نوع سنجش می باشد .

در سیستم های سنجش فعال از طیف موج مایكرویو برای روشن كردن هدف استفاده می شود . این سنسورها را می توان به دو بخش تقسیم كرد : سنسورهای تصویری وغیرتصویری (فاقد قابلیت تصویربرداری) .

از انواع سنسور های غیر تصویری می توان به ارتفاع سنج واسكترومتر ها(پراكنش سنج ) اشاره كرد .كاربرد ارتفاع سنج ها در عكس برداری جغرافیایی وتعیین ارتفاع ازسطح دریا می باشد .اسكترومتر كه اغلب بر روی زمین نصب میگردند میزان پراكنش امواج را ازسطوح مختلف اندازه گیری می كنند . این وسیله در مواردی همچون اندازه گیری سرعت باد در سطح دریا و كالیبراسیون تصویر رادار كابرد دارد .

معمول ترین سنسور فعال كه عمل تصویربرداری را انجام می دهد رادار می باشد . رادار(radio detection and ranging) مخفف وبه معنای آشكارسازی به كمك امواج مایكرویو است .به طور كلی می توان عملكرد رادار را در چگونگی عملكرد سنسورهای آن خلاصه كرد . سنسورها سیگنال های مایكرویو را به سمت اهدف مورد نظر ارسال كرده وسپس سیگنال های بازتابیده شده از سطوح مختلف را شناسایی می كند . قدرت (میزان انر؟ی) سیگنالهای پراكنده شده جهت تفكیك اهداف مورد استفاده قرارمی گیرد . با اندازه گیری فاصه زمانی بین ارسال ودریافت سیگنال ها می توان فاصله تا اهداف را مشخص كرد . از مزایای شاخص رادار می توان به عملكرد رادار در شب یا روز وهمچنین قابلیت تصویربرداری درشرایط آب و هوایی مختلف اشاره كرد . امواج مایكرویو قادر به نفوذ در ابر مه ,گردوغبار وباران می باشند . از آنجاییكه عملكرد رادار با طرز كار سنسورهایی كه با طیف های مرئی ومادون قرمز كار می كنند متفاوت است لذا می توان با تلفیق اطلاعات بدست آمده تصاویر دقیقی را بدست آورد .




دیدگاه ها : نظرات
آخرین ویرایش: - -

مقاومتهای تابع نور یا LDR

1390/09/4 08:04

نویسنده : شهرام قاسمی
ارسال شده در: الکترونیک ، روباتیک ،


LDRبه مقاومتهایی گفته میشود که در برابر شدت تابش نور حساس بوده و مقدار مقاومتشان تابع نور است به صورتی که با افزایش نور مقدار مقاومتشان کاهش یافته و با کاهش میزان نور تابشی مقدار مقاومتشان افزایش میابد.معمولا مقاومتهایی که در بازار موجود هستند در شدت نور عادی(محیط در روز)مقدار مقاومتشان در حدود 1 کیلو اهم و در تاریکی مطلق مقدار مقاومتشان بین یک تا دو مگا اهم است.

از جمله کاربردهای این مقاومت میتوان به تشخیص شب و روز جهت قطع و وصل کردن اتوماتیک لامپها،روش و خاموش کردن یک منبع تغذیه و هر جایی که مسئله حس کردن شدت نور در میان باشد اشاره کرد.
به طور نمونه نمونه هایی از کاربرد این المان را در کنترل یک رله بر مبنای روشنایی یا تاریکی محیط مشاهده میکنید.
در شکل اول با روشن شدن محیط رله وصل خواهد شد و در شکل دوم با خاموش شدن محیط رله تحریک خواهد شد.




دیدگاه ها : نظرات
آخرین ویرایش: - -

مونیتورینگ حركت لبه روتور در ژنراتورهای آبی

1390/09/4 08:04

نویسنده : شهرام قاسمی
ارسال شده در: مقالات علمی آموزشی ، الکترونیک ، روباتیک ،
مونیتورینگ حركت لبه روتور در ژنراتورهای آبی

شركت خدمات برق رسانی عمومی Chelan County (واقع در واشنگتن) در بخشی از سیاست بهسازی و نوسازی اقدام به نصب اسكنرهایی بر روی روتور یازده واحد ژنراتوری نیروگاه كرده است. این اسكنرها از شركت Benty Nevada`s Hydro Scan خریداری شده اند.

این اسكنرها با استفاده از سنسورهای حرارتی، فاصله هوایی، تخلیه جزیی،‌ میدان مغناطیسی و میدان الكتریكی، امكان نظارت و كنترل ژنراتورهای در حال بهره برداری را ایجاد می كنند. اخیرا چندین نمونه سنسور مكانیكی به انواع تجهیزات اندازه گیری موجود هیدوراسكن اضافه شده اند. از جمله این سنسورها می‌توان از كرنش سنج متصل به روتور، ترموكوپل و سنسور جابجایی سنج نام برد. سنسور جابجایی سنج لبه روتور RDS - Rim Displacement Sensor ، یكی از سنسورهای مورد استفاده می باشد.

در سال 1970 هفت دستگاه ژنراتور وستینگهاوس واقع در نیروگاه Rocky Reach نصب شد كه مشخصه‌های نامی این ژنراتورها به شرح زیر است:

IDC = 1150A و VDC = 375V و 4120A و 15KV و PF= 0. 95 و 107MVA‌

با گذشت چند سال از بهره برداری این ژنراتورها مشاهده شد كه لبه روتور این ژنراتورها به تدریج جمع (Shrink) می شود علائم آن هم شامل گردگرفتگی و ساییدگی اطراف كلیدهای فنری بود. یكی از حوادثی كه اخیرا رخ داده بود و اهمیت این مشكل را نشان می‌دهد این بود كه ماده ائی از محرك مربوط به كلید فنری از محل خود خارج شده و سیم پیچی روتور و استاتور را به هم اتصال داده است. شكل (1) قسمت عنكبوتی (Spider) و لبه روتور را نشان می‌دهد. به منظور تعیین و سنجش میزان كوچك شدن (چروكیدگی) لبه روتور، پرسنل Chelan County تقاضا كردند كه عملكرد سنسورهای به كار رفته جهت كنترل و نظارت حركت لبه روتور واحد در حال كار را بررسی كنند. مشخص شد كه سنسورهای جابجایی سنج با رنج 0 تا 1/0 اینچ و دقت 001/0 اینچ می‌توانند برای اندازه گیری حركت نسبی بین عنكبوتی روتور(Spider) و لبه روتور بكار روند

لبه میانی روتور

سنسورهای جابجایی سنج طوری نصب شده بودند كه حركت نسبی بین لبه روتور و بازوی عنكبوتی روتور (Spider) را اندازه گیری كنند. به كار بردن سیستم RDS بوسیله استفاده از سیستم هیدروسكن، باتوجه به قابلیت آن در انتقال داده در زمان واقعی از روتور واحد در حال بهره برداری برای بدست آوردن داده ها و تجهیزات مفسر، ممكن شد. چهارده سنسور جابجایی سنج (در هر بازوی عنكبوتی یك عدد) بر روی هر كدام از ژنراتورهای وستینگهاوس واقع در نیروگاه Reach Rocky  نصب شده است. در طول راه‌اندازی اخیر واحد C6 نیروگاه مذكور پس از نصب سیستم RDS ، تجزیه دقیق اطلاعات مربوط به سرعت و دمای متفاوت و بار كامل نشان می دهد كه از میان این موارد، جابجائی اصلی هنگامی رخ می دهد كه واحد در بار كامل كار می‌كند. جدول (1) اعداد بدست آمده در طول راه اندازی واحد C6 را نشان می‌دهد. جابجائی طراحی شده برای روتورهای وستینگهاوس در نیروگاه Rocky Reach برابر 035/0 اینچ بود. همانطور كه در جدول (1) مشاهده می‌شود انحراف لبه روتور در بار كامل و دمای كار به بیشترین مقدار خود می‌رسد. یك قسمت جالب دیگر از داده های مربوط به حركت لبه روتور در واحد C3 ، Rocky Reach نمایان شد. شكل (2) داده های 14 سنسور جابجایی سنج را به همراه نمایی از استاتور كه بوسیله سنسور فاصله هوایی نصب شده روی روتور رسم شده است، نشان می‌دهد (منحنی بالایی). این منحنی مقادیر اندازه گیری شده به هنگام چرخش روتور را نشان می‌دهد. منحنی مربوط به فاصله هوایی، فاصله هوایی كوچكتری را در وسط منحنی نشان می‌دهد. 14 سنسور جابجایی سنج رفتار مشابهی را در قبال كاهش فاصله هوایی داشتند. نیروی ناشی از میدان مغناطیسی در فاصله هوایی كوچكتر افزایش پیدا می كند، لذا جایی كه فاصله هوایی كوچكتر است، لبه روتور به سمت خارج منحرف می‌شود.

جاییكه كمترین فاصله هوایی وجود دارد لبه روتور این ژنراتور به سمت بیرون انحنا پیدا كرده كه باعث كمتر شدن فاصله هوایی می‌شود. پرسنل Chelan Conty PUD از اطلاعات سنسورهای RDS‌ نصب شده روتور، برای تعیین وضعیت چروكیدگی تمام ژنراتورهای وستینگهاوس نیروگاه Rocky Reachاستفاده خواهند كرد. با استفاده از این اطلاعات، پرسنل نیروگاه می توانند به هنگام برنامه ریزی استراتژی تعمیراتی، به عملكرد مناسب ژنراتورهای وستینگهاوس نظارت داشته باشند.

آدرس : http://www.bently.com

اتوماسیون كنترل بانكهای خازنی در شبكه های توزیع

شركت برق آیداهو واقع در ایالت آیداهوی آمریكا، درسال 1996 برنامه ای را برای تصحیح ناكارایی جبران سازی توان راكتیو كه منجر به كاهش ولتاژ در سیستم توزیع شده بود، شروع كرد. ضمن اینكه در پیك مصرف، مشكل نگهداری حاشیه مطمئن توان راكتیو سیستم نیز وجود داشت. اگرچه جبران سازی بار راكتیو را به شیوه های مختلفی مثلا"در محل تولید انرژی، با استفاده ازكندانسورهای سنكرون و یا در محل پستها و در شبكه توزیع ( با استفاده از بانكهای خازنی ) میتوان انجام داد، اما بهترین شیوه برای جبران سازی بار راكتیو، استفاده ازبانكهای خازنی در محل بار است.

هنگام استفاده از بانك های خازنی توزیع، دراكثراین موارد، عمل كنترل با استفاده ازكلیدهایی صورت میگیرد كه بصورت دستی و با لحاظ كردن شرایط فصلی، خازنها را وارد یا از مدارخارج میكنند. چنین كنترلی، مؤثر وكارا نمی باشد زیرا در شرایط پیك بار، سیستم توزیع دچار كمبود توان راكتیو و در شرایط باركم، دچار اضافه توان راكتیو میگردد. اگرچه بانك های خازنی توزیع، تك تك و كوچك هستند اما اثر مجموع آنها بر سیستم قابل ملاحظه است. هدف از برنامه ای كه از سوی اداره طراحی توزیع ارائه شده بود، ابداع سیستمی در دل سیستم مدیریت انرژی موجود بود كه در آن بانكهای خازنی در فیدرهای توزیع با توجه به میزان توان راكتیو مورد نیاز درپست ها انتخاب شوند.

ایده اصلی شركت Stellar Dynamics Inc برای كنترل خازن های توزیع، اندازه گیری مقادیرتوان راكتیو و اكتیو در سطح پست های توزیع و سپس ارسال دستورات مناسب به تجهیزات كنترلی مخصوص نصب شده روی هر بانك خازنی توزیع می باشد. تجهیزات لازم برای ارتباط كنترل كننده پست با سیستم دیسپاچینگ یعنی الگوریتم كنترل دینامیك بانك های خازنی توزیع DCC (Distribution Capacitor Control) ، امكان استفاده بهینه سیستم های انتقال وتوزیع را فراهم می آورد.

DCC یك دستگاه كنترل است كه با حذف یا كاهش جزء راكتیو و بهبود ضریب قدرت، ظرفیت شبكه را بالا می برد.با بهبود ضریب قدرت، جریان سیستم كم شده و سیستم امكان می یابد تا بار بیشتری را تغذیه نماید. این مزیت به ویژه در مورد تجهیزاتی كه ممكن است تحت تأثیر اضافه بارحرارتی قرار گیرند، اهمیت پیدا میكند. همچنین، بهبود ضریب قدرت به ژنراتور امكان میدهد تا توان اكتیو بیشتری را تولید نماید. به علاوه در صورت پیش آمدن شرایط غیرعادی درمحل خازنها، دستگاهDCC هشدارهای لازم راصادر می كند. ترانسفورماتور توزیع، نقطه كنترل طراحی شده در این الگوریتم است.

در سال 1996، نخستین DCC در یك پست 7/12 كیلوولت سه فیدره در غرب بویس (Boise) در آیداهو كه مشكل توان راكتیو و افت ولتاژ داشت نصب گردید. به عنوان بخشی از اتوماسیون خازنی، تعداد14 بانك خازنی تحت كنترل قرار گرفتند. بخشی از این بانك ها از قبل وجود داشته وتعدادی دیگر تازه نصب شده بودند تا توان راكتیو اضافی تولید نمایند. بعد از نوسانات اولیه، سیستم آنچه را از آن انتظار می رفت، عملی ساخت. جبران سازی كامل در پست توزیع دریك محدوده وسیع بار انجام گرفت.

اتوماسیون خازن در سال 1997 در 16پست و در سال 1998 در 14 پست دیگر نیز اجرا گردید. پست هایی كه در سال 1997، تحت اتوماسیون قرارگرفتند، از مدول ارتباطی Harris D-10 برای ارتباط با RTU استفاده می كردند. این مدول بصورت یك كنترل كننده خازن عمل میكند. درسال 1998 در آیداهو، شركت برق این ایالت، تصمیم گرفت سیستم مدول ارتباطی Harris D-20 را طوری تغییر دهد كه این ترمینالها را قادر سازد تا توسط سیستم مدیریت انرژی برای كارهایی غیر ازكنترل خازن نیز مورد استفاده قرارگیرند. این كار باعث شد تا كنترل خازن با اضافه كردن یك نرم افزار ساده در پست هایی كه دارای مدول D-20 برای كنترل، نظارت و اخذ داده هستند، انجام پذیرد. شكل (1) نتیجه عملكرد یك DCC  برای كنترل توان راكتیو را در پستی در ناحیه بویس نشان می دهد.


سیستمهای توزیع

مجله PEI ـ مارس 2003

ایمنی كلید فناوری كلیدخانه (Switch gear) است. 
كمپانی ABB اخیرا ساخت AX1 یك محصول كلیدخانه ولتاژ متوسط جدید عرضه كرده است. این فناوری خصیصه ساختمانی منحصر به فردی را داشته و چندین مفهوم در طراحی آن به كار گرفته شده است.
AX1كلیدخانه جدید عایقبندی در برابر هوا و ولتاژ متوسط ABB بر مبنای فلسفه ایمنی ساخته شده كه بر مبنای آن فضای كامل ولتاژ قوی برای چندین ورودی و تغذیه كننده مكعبی و یك حصار فلزی پیش بینی شده كه امكان برخورد انسانی در شرایط سرویس را پیش نمیآورد. در جهت ارتقای ایمنی و مقابله با خطرات رودرروی انسانی و كاهش زمان برپاسازی دوباره در شرایط خرابی دستگاهی به نام ”حذفكننده آرك – Arc Eliminator “ ساخته ، امتحان و به كار برده شده است. مشخصه های نوآورانه دیگر نظیر مشاهده گری كامل و اتصالات سیم پیچها با كنتاكت جهشی نیز ایمنی AX1 را بالاتر برده است.
محصولAX1 در لودویكا ساخته شده كه بزرگترین مركز سازنده دستگاههای فشارقوی در دنیاست و آن را به مطلوبترین مكان برای توسعه بعدی AX1 بدل گردانده است. كارخانه AX1 شكل یكپارچه دارد و بخشهای تولید و اداری در كنار هم قرار دارند. این امر سبب می شود مبادله اطلاعات قابل اتكای بین بخشهای اداری و تولیدی به سرعت میسر شود.

فضای كوچك،ایمنی بالا 
به خاطر اندازه كوچك و ایمنی بالای این دستگاه نصب پانلهای AX1 برای فضاهای كوچكی كه نیازمند ایمنی بالا هستند ، بسیار مطلوب است. به دلیل پویا بودن آرك حفاظتی AX1 ،افزایش خطرناك فشار هیچگاه امكان شكلگیری پیدا نمیكند و اگر باز شدن درونی آرك كلیدخانه رخ دهد گازهای مضّر امكان انتشار ندارند. بنابراین به فضایی برای زدایش كمپرس گاز و آتش نیاز نیست زیرا حذف كننده های سریع آرك (قوس) در AX1به سرعت بسیار بالایی از هر گسست احتمالی ناشی از صدمات جلوگیری می كند. مشخصه دیگری كه فضای موردنیاز AX1 را كوچكتر می كند درهای كشویی آن است كه هیچ فضایی را در راهروی عملیاتی اشغال نمی كند.
تگنر Tegner در شهر واستراس ـ سوئد نمونه خوبی از تعبیه AX1در فضایی بسیار كوچك است. در زیرزمین یك ساختمان چندین كارخانه AX1 نصب شده است . یكی از آنها شامل یك AX1 با 1+6 پانل است كه در یك سوراخی به اندازه شش مترمربع جاسازی شده است. در نبود فضا ، پانل حایل روی دیوار مقابل پانلهای AX1 تعبیه شده است. این نمونه نشان میدهد كه AX1در فضاهای كوچك چه برتریهایی دارد و ساختمان جمع و جور آن و عدم نیاز به فضای مربوط به زدایش كمپرس از آن جمله است.
یك نمونه دیگر از خصوصیات منحصر به فرد AX1 در شهر مالمبرگت در شمال سوئد دیده میشود دستگاه در جایی 1000 متر زیر سطح محیط موردنیاز برای كارگران معدن و تجهیزات مكانیكی و برقی معادن نصب شده است. در یك معدن به دستگاه حفاری پیوسته نیاز وجود دارد كه سنگها را بشكافد. بزودی كابل مربوطه بسیار طولانی شده و كلیدخانه باید جابهجا شود. این كار معمولا پر دردسر و پرهزینه است. بنابراین به راهحلی جابهجاپذیر نیاز وجود دارد كه بتوان آن را به سرعت، راحت و هماهنگ با فرایند معدن كاری جابهجا كرد. در این جاست كه دستگاههای جمع و جور خاصیت خود را نشان میدهند. از آنجا كه در مكعبی AX1 هنگام باز شدن به طور عمودی فشار داده میشود به فضای اضافی در جلوی پانلها نیازی نیست و جا برای مانور موردنیاز وجود دارد. یك مشخصه حیاتی دیگر AX1حذف قوس ( Arc) آن است كه وجود یك سیستم رهاسازی فشار را غیرلازم میكند و این امری مهم در ایمنی كارگرانی است كه در معادن كار میكنند.

كاربردهای دیگر 
طراحی جمع و جور AX1 آن را برای سكوهای نفتی و گازی مطلوب میسازد . پانلهای AX1 از آلومینیوم ساخته شده و آن را سبك میكند. تجهیزات مخصوص دستگاههای دریایی با تنشهایی روبرو میشوند كه در شرایط عادی و در روی زمین با آن مواجه نمیشوند. حركت مقتدرانه امواج، ارتعاش و خوردگی به دلیل فضای آلوده به نمك از آن جمله است. برای اطمینان تأثیرپذیری AX1 در سختترین شرایط AX1به شكلی شدید برای سازگاری با نیازهای IEC و UL مورد آزمایش قرار گرفته است.
در كاناری وارف دوكلندز لندن نیز دستگاهای AX1 نصب شده است. در یك ساختمان بانكی برای HSBC سه كلیدخانه AX1 نصب شده است . دو دستگاه در پایین ساختمان كه هر كدام 21 پانل AX1 دارند. سومی با هشت پانل در طبقه هفتم تعبیه شده است و این مسالهای ایجاد نمیكند زیرا حذفكنندههای قوس الكتریكی به معنای عدم نیاز به هرگونه سیستم تخلیه فشار برای فشارهای بیش از حد و گاز است.

طراحی AX1
به دلیل شكل لولهای، ابعاد به شكلی اساسی كوچك شده است. اخیرا در مقایسه با دستگاههای مشابه در بازار AX1 به عنوان كوچكترین آنها شناخته شده است. این اندازه كوچك به معنای آن است كه AX1میتواند به راحتی در یك كانتینر استاندارد 3/7 متر قرار گیرد. گذشته از صرفهجویی در فضا، كار نصب نیز آسانتر میشود،زیرا این دستگاه به طور یكپارچه و مونتاژ شده در كانتینر قرار میگیرد و در مكان نصب، تنها كار، اتصال كابلها است. این دستگاه با شكل خود تصمین كننده طراحی بهینه و قوی پانلهاست.
میدانهای همنواختی – الكتریكی دور میله جریان وجود دارد كه آن را برای سازگارسازی و به كارگیری مرحله به مرحله كوتاه ایمن میسازد. بین فازها همواره پتانسیل زمینی وجود دارد كه ریسك گریپاژ جریان را به حداقل میرساند. به عایقهای سدكننده بین فازها نیازی نیست (یا بین فاز و زمین)و میلة جریان اصولا نیازی به عایقكاری ندارد. همچنین میله جریان به اتصالات فنری سیم پیچهای منحصر به فرد خود، كار الحاق پانلها به یكدیگر را سادهتر میكند.
این شكل AX1 است كه استفاده از آن را به عنوان یك تكنیك اتصال به فنرهای Helicon بدون چفت میسر كرده است. اتصالات فنری سیمپیچ در تمام نقاط ارتباط مدار اصلی به كار گرفته میشود كه در سیستم میله جریان بین پانلها قابل پیادهسازی ـ و یا در اتصالات بالاتر یا پایینتر و دستگاههای كابلهای ارتباطی ـ است . این تكنیك اتصالات فنری سیمپیچ در نقاط قابل جابجایی انتقال جریان داخل دستگاههای سوئیچ مورد استفاده قرار میگیرد. اگرچه این تكنیك منحصر به AX1 نیست اما صناعت و تكنیكی است كه امتیاز آن را ABB دارد و برای مدارشكنهای فشارقوی و كلیدخانههای GIS در 20 سال اخیر به كار گرفته شده است.
تكنیكهای جدید اندازهگیری كه در AX1 به كار گرفته شده به مفهوم آن است كه جریان با سیمپیچ روگوسكی Rogowski اندازهگیری میشود. این سیمپیچ از گونهای حلقوی است كه روی بدنهای از مواد غیرمغناطیسی پیچیده شده است و درجه حرارتش ثابت است. این دستگاه قادر به اندازهگیری جریان چند آمپر تا جریان مدار ـ كوتاه است و اندازهگیری دقیق اُفت فشار قوی را به عنوان وسیلهای ساده برای وارسی پوشش كنتاكت مدارشكن نیز انجام میدهد. هر سنسور مورد آزمایش قرار میگیرد و خطاها به شكل فاكتور اصلاحی برای رایانه پانل تصحیح می شود بنابراین دقت اندازهگیری آن بالاست.
پایداری
در حالی كه ارزشگذاری برای ایمنی یك كلیدخانه به زبان اقتصادی دشوار است، پایداری آن از جهتی دیگر اهمیت اقتصادی دارد زیرایك گسست برنامهریزی نشده میتواند باعث ضرری هنگفت یا از دست رفتن درآمد شود.
معمولا به دلیل سرهمبندی كردن نادرست، بیشتر اشتباهات در اتصال كابلها رخ میدهد. در AX1 اتصالات پیش ساخته كابلها در بیرون و به شكل مخروط یا در داخل به شكل پریز مورد استفاده قرار گرفته است. منبع اشتباه بخشهای مكانیكی، دستگاههای عملیاتی هستند به این دلیل كه در AX1مدارشكن و كاركرد عدم اتصال وارثینگ (earthing) به هم بستهاند و همواره در چارچوب مدار اصلی نصب میشوند. گذشته از آن میتوان دستگاههای عملیاتی را بدون خارج كردن هر یك از پانلها از سرویس جابهجا كرد. یك اشتباه دیگر (اگرچه اندكتر) گرمایش بیش از حد در ارتباط با میله جریان است. از آنجا كه AX1 یك سیستم لولهای میله جریان با تكنیك اتصال بدون پیچ دارد (كنتاكت فنری سیمپیچ) خطای گرمایش بیش از حد به دلیل محكم نبودن ناكافی لنگر وجود ندارد. كنتاكت فنری سیمپیچ با حلقههایی به شكل ]حرف[ O و پوشش لاستیكی به خوبی محافظت میشود تا از نفوذ عوامل محیطی و بیرونی جلوگیری كند.
جدیترین اشتباه در كلیدخانه ناشی از قوس الكتریكی داخلی است. دستگاه بسیار سریع حذف كننده قوس الكتریكی در AX1 به معنای جلوگیری از چنین اتفاقی است كه پس از بازرسی، برگرداندن دوباره كلیدخانه به سرویس را به سرعت میسر میكند. در حالی كه در كلیدخانههای دیگر به دنبال خطای ناشی از قوس الكتریكی به كار انداختن مجدد آن هفتهها طول میكشد.
از آنجا كه تلفات عملیات به حداقل میرسد در صرفهجویی انرژی و عمر مفید دستگاه مؤثر است كه همچنین باعث كاهش تأثیرات ]مخرب[ زیستمحیطی میشود. در جریان طراحی از مواد قابل بازیافت نیز استفاده شده است.

حذفكننده قوس الكتریكی 
حذفكننده قوس الكتریكی را بخش سیستم بازرسی و محافظت قوس الكتریكی اپتیك ABB پخش كرده است. اتصالات سه فازه هم زمان در مدتی كمتر از 5 میلیثانیه بسته میشود . در نبود این سیستم فشار به حدود 50 درصد حداكثر پیشین خود میرسید.
اگر یك قوس الكتریكی باز در كلیدخانه رخ دهد هر سه فاز به سرعت ”ارث“ میشوند و فشاری خطرناك مجال شكل گیری پیدا نمیكند، و گازهای داغ و زهرآلود نیز زمان برای تشكیل شدن پیدا نمیكنند. كلیدخانه همواره در معرض خسارات اندكی قرار دارد و اگر كسی جلوی آن ایستاده باشد، مجروح نخواهد شد. پس از معلوم شدن علت و انجام اقدامهای ضروری، عملیات كلیدخانه به سرعت و بدون نیاز به تعمیر برقرار میشود.
اخیرا در تایلند یك مورد خطا دیده شد كه در آنجا حذفكننده قوس الكتریكی، كلیدخانه را نجات داد. این حذفكننده به مانند سیستم كیسه هوا در خودرو عمل كرد و كلیدخانه را از خسارات عمده رهانید . بعدا پس از وارسی و یافتن محل خطا، دستگاه كاملا تمیز و سالم شد.

خودنگهداری 
AX1 دستگاهی است كه به عنوان ”كلیدخانه هوشمند“ شناخته شده است. هوش آن را هم در رایانههای پانلها و هم درچند سیستم اداره گزارشگر خطاها میتوان دید كه در هر پانل AX1 تعبیه شده و هر كدام شامل تعدادی سنسور است كه میزان زیادی از اطلاعات مفید را گرد میآورند. AX1به بازرسیهای ادواری معمول نیازی ندارد زیرا كاملا با پانلهای كامپیوتر (رایانه) خود اداره میشود . آنها چشمی بینا بر روی كلیدخانه داشته و در موارد بسیاری در صورت نیاز به بازرسی و سرویس هشدار میدهند.




دیدگاه ها : نظرات
آخرین ویرایش: - -

رادار تصویری

1390/09/4 08:04

نویسنده : شهرام قاسمی
ارسال شده در: مقالات علمی آموزشی ، الکترونیک ، روباتیک ،


رادار تصویری

 

رادار تصویری
رادار یک سیستم الکترومغناطیسی است که برای تشخیص و تعیین موقعیت هدف بکار می رود . با رادار می توان درون محیطی را که برای چشم ،غیر قابل نفوذ است دید مانند تاریکی ،باران،مه.برف،غبار و غیره . اما مهمترین مزیت رادار توانایی آن درتعیین فاصله یا حدود هدف می باشد .


چكیده :

رادار یك سیستم الكترومغناطیسی است كه برای تشخیص و تعیین موقعیت هدف بكار می رود . با رادار می توان درون محیطی را كه برای چشم ،غیر قابل نفوذ است دید مانند تاریكی ،باران،مه.برف،غبار و غیره . اما مهمترین مزیت رادار توانایی آن درتعیین فاصله یا حدود هدف می باشد .كاربرد رادارها در اهداف زمینی ، هوایی،دریایی، فضایی و هواشناسی می باشد. ایجاد سیستمی با توانایی بالا در ردیابی پدیده ها و ایجاد تصاویر با كیفیت بالا از آنها هدف عمده ساخت رادار تصویری می باشد .

مقدمه :

گاه امكان بررسی اجسام از نزدیك وجود ندارد . برای مثال جهت بررسی سطح اقیانوس ها نقشه برداری از عراضی جغرافیایی لزوم ساخت وسایلی كه بتوانند از راه دور این كاررا انجام دهند به چشم می خورد . با دستیابی به تكنولو؟ی سنجش از راه دور بسیاری از این مشكلات برطرف گشت . در واقع در این روش امكان بررسی اجسام وسطوحی كه نیاز به بررسی از راه دور دارند را فراهم می آورد . سنجش از راه دور رامی توان به دو بخش فعال وغیر فعال تقسیم كرد . گستره طول موج امواج مایكرویو نسبت به طیف مادون قرمز ومرئی سبب گردیده تا از سنجش از راه دور به وسیله امواج از این طیف استفاده گردد .

عملكردسیستم های سنجش غیرفعال همانند سیستم های سنجش دما عمل می كنند .در اینگونه سیستم ها با اندازه گیری انر؟ی الكترومغناطیسی كه هر جسم به طور طبیعی از خود ساتع می كند نتایج لازم كسب می گردد .هواشناسی واقیانوس نگاری از كاربردهای این نوع سنجش می باشد .

در سیستم های سنجش فعال از طیف موج مایكرویو برای روشن كردن هدف استفاده می شود . این سنسورها را می توان به دو بخش تقسیم كرد : سنسورهای تصویری وغیرتصویری (فاقد قابلیت تصویربرداری) .

از انواع سنسور های غیر تصویری می توان به ارتفاع سنج واسكترومتر ها(پراكنش سنج ) اشاره كرد .كاربرد ارتفاع سنج ها در عكس برداری جغرافیایی وتعیین ارتفاع ازسطح دریا می باشد .اسكترومتر كه اغلب بر روی زمین نصب میگردند میزان پراكنش امواج را ازسطوح مختلف اندازه گیری می كنند . این وسیله در مواردی همچون اندازه گیری سرعت باد در سطح دریا و كالیبراسیون تصویر رادار كابرد دارد .

معمول ترین سنسور فعال كه عمل تصویربرداری را انجام می دهد رادار می باشد . رادار(radio detection and ranging) مخفف وبه معنای آشكارسازی به كمك امواج مایكرویو است .به طور كلی می توان عملكرد رادار را در چگونگی عملكرد سنسورهای آن خلاصه كرد . سنسورها سیگنال های مایكرویو را به سمت اهدف مورد نظر ارسال كرده وسپس سیگنال های بازتابیده شده از سطوح مختلف را شناسایی می كند . قدرت (میزان انر؟ی) سیگنالهای پراكنده شده جهت تفكیك اهداف مورد استفاده قرارمی گیرد . با اندازه گیری فاصه زمانی بین ارسال ودریافت سیگنال ها می توان فاصله تا اهداف را مشخص كرد . از مزایای شاخص رادار می توان به عملكرد رادار در شب یا روز وهمچنین قابلیت تصویربرداری درشرایط آب و هوایی مختلف اشاره كرد . امواج مایكرویو قادر به نفوذ در ابر مه ,گردوغبار وباران می باشند . از آنجاییكه عملكرد رادار با طرز كار سنسورهایی كه با طیف های مرئی ومادون قرمز كار می كنند متفاوت است لذا می توان با تلفیق اطلاعات بدست آمده تصاویر دقیقی را بدست آورد .




دیدگاه ها : نظرات
آخرین ویرایش: - -



تعداد کل صفحات : 42 ... 5 6 7 8 9 10 11 ...
Check Google Page Rank

تصویر ثابت