دانلود تحقیق سنسور

قطعه استاندارد: یک قطعه مربعی شکل از فولاد ST37 است که از آن بمنظور تست فاصله سوئیچینگ استفاده می شود.

(استاندارد IEC947-5-2).

ضخامت قطعه 1mm و طول ضلع این مربع در اندازه های زیر می تواند انتخاب شود.

-به اندازه قطر سنسور -سه برابر فاصله سوئیچینگ نامی سنسور 3*Sn ضرایب تصحیح: فاصله سوئیچینگ با کوچکتر شدن ابعاد قطعه استاندارد و یا با بکارگیری فلز دیگری غیر از فولاد ST37 تغییر خواهد کرد.

در جدول زیر ضرایب تصحیح برای فلزات مختلف نشان داده شده است.

ضریب تصحیح (KM) برای فولاد ST37 برابر 1.0 ضریب تصحیح (KM) برای نیکل برابر 0.9 ضریب تصحیح (KM) برای برنج برابر 0.5 ضریب تصحیح (KM) برای مس برابر 0.45 ضریب تصحیح (KM) برای آلومینیوم برابر 0.4 بعنوان مثال هرگاه یک سنسور در مقابل فولاد از فاصله 10mm عمل سوئیچینگ را انجام دهد، همان سنسور در مقابل مس از فاصله 4.5mm عمل خواهد کرد.

فرکانس سوئیچینگ: حداکثر تعداد قطع و وصل یک سنسور در یک ثانیه می باشد.

(بر حسب Hz).

این پارامتر طبق استاندارد DIN EN 50010 با شرایط زیر اندازه گرفته می شود.

فاصله سوئیچینگ (Switching Distance) S: فاصله بین قطعه استاندارد و سطح حساس سنسور به هنگام عمل سوئیچینگ می باشد.

(استاندارد EN 50010) فاصله سوئیچینگ نامی (Nominal Switching Distance) Sn: فاصله ای است که در حالت متعارف و بدون در نظر گرفتن پارامترهای متغیر از قبیل حرارت، ولتاژ تغذیه و غیره تعریف شده است.

فاصله سوئیچینگ موثر (Effective Switching Distance) Sr: فاصله سوئیچینگ تحت شرایط ولتاژ نامی و حرارت 20 درجه سلسیوس می باشد.

در این حالت تلرانسها و پارامترهای متغیر نیز در نظر گرفته شده اند.

0.9Sn فاصله سوئیچینگ مفید (Useful Switching Distance) Su: فاصله ای است که در محدوده حرارت و ولتاژ مجاز، عمل سوئیچینگ انجام می شود.

0.81Sn فاصله سوئیچینگ عملیاتی (Operating Switching Distance) Sa: فاصله ای است که تحت شرایط مجاز، عملکرد سنسور تضمین شده است.

0 هیسترزیس H: فاصله بین نقطه وصل شدن (هنگام نزدیک شدن قطعه به سنسور) و نقطه قطع شدن (هنگام دورشدن قطعه از سنسور) می باشد.

حداکثر این مقدار 10% مقدار نامی می باشد.

(استاندارد EN 60947-5-2) قابلیت تکرار (Repeatability) R: قابلیت تکرار فاصله سوئیچینگ مفید تحت ولتاژ تغذیه V و در شرایط زیر اندازه گیری می شود: حرارت محیط: 23 درجه سلسیوس؛ رطوبت محیط: 50 الی 70 درصد؛ زمان تست: 8 ساعت.

(مقدار تلرانس برای این پارامتر طبق استاندارد EN 60947-5-2 حداکثر +-0.1Sr می باشد.) پایداری حرارتی (Temperature Drift): تغییرات فاصله موثر سوئیچینگ در اثر تغییرات دما طبق استاندارد EN 60947-5-2 و در محدوده دمای 20 درجه سلسیوس زیر صفر تا 60 درجه سلسیوس بالای صفر حداکثر 10% است.

حرارت محیط (Ambient Temperature) Ta: محدوده حرارتی است که در آن محدوده، عملکرد سنسور تضمین شده است.

کلاس حفاظتی: IP67 (DIN 40050).

نحوه نصب سنسورهای القائی: هرگاه دو یا چند سنسور القائی در مجاورت هم و یا در مقابل هم نصب شوند، شرایط زیر باید رعایت شود: الف) نحوه نصب سنسورهای القائی Flush: سنسورهای Flush (Shielded) سنسورهائی هستند که قسمت حساس سنسور توسط پوسته فلزی محصور شده است.

هرگاه دو یا چند عدد از این سنسورها همسطح روی بدنه فلزی دستگاه نصب شوند رعایت فواصل نصب مطابق شکل زیر الزامی می باشد.

ب) نحوه نصب سنسورهای القائی Non-Flush: در سنسورهای Non-Flush (UnShielded) قسمت حساس سنسور خارج از پوسته فلزی آن می باشد.

فاصله سوئیچینگ این نوع سنسورها بیشتر از سنسورهای Flush می باشد.

اما فرکانس سوئیچینگ آن در مقایسه کمتر است.

ج) نحوه نصب سنسورهای القائی در مقابل هم: هر گاه دو سنسور القائی در مقابل هم نصب شوند رعایت فاصله حداقل 6Sn الزامی می باشد.

سنسور چیست؟

سنسور المان حس کننده ای است که کمیتهای فیزیکی مانند فشار، حرارت، رطوبت، دما، و ...

را به کمیتهای الکتریکی پیوسته (آنالوگ) یا غیرپیوسته (دیجیتال) تبدیل می کند.

این سنسورها در انواع دستگاههای اندازه گیری، سیستمهای کنترل آنالوگ و دیجیتال مانند PLC مورد استفاده قرار می گیرند.

عملکرد سنسورها و قابلیت اتصال آنها به دستگاههای مختلف از جمله PLC باعث شده است که سنسور بخشی از اجزای جدا نشدنی دستگاه کنترل اتوماتیک باشد.

سنسورها اطلاعات مختلف از وضعیت اجزای متحرک سیستم را به واحد کنترل ارسال نموده و باعث تغییر وضعیت عملکرد دستگاهها می شوند.

سنسورهای بدون تماس سنسورهای بدون تماس سنسورهائی هستند که با نزدیک شدن یک قطعه وجود آنرا حس کرده و فعال می شوند.

این عمل به نحوی که در شکل زیر نشان داده شده است می تواند باعث جذب یک رله، کنتاکتور و یا ارسال سیگنال الکتریکی به طبقه ورودی یک سیستم گردد.

کاربرد سنسورها 1-شمارش تولید: سنسورهای القائی، خازنی و نوری 2-کنترل حرکت پارچه و ...: سنسور نوری و خازنی 3-کنترل سطح مخازن: سنسور نوری و خازنی و خازنی کنترل سطح 4-تشخیص پارگی ورق: سنسور نوری 5-کنترل انحراف پارچه: سنسور نوری و خازنی 6-کنترل تردد: سنسور نوری 7-اندازه گیری سرعت: سنسور القائی و خازنی 8-اندازه گیری فاصله قطعه: سنسور القائی آنالوگ مزایای سنسورهای بدون تماس سرعت سوئیچینگ زیاد: سنسورها در مقایسه با کلیدهای مکانیکی از سرعت سوئیچینگ بالائی برخوردارند، بطوریکه برخی از آنها (سنسور القائی سرعت) با سرعت سوئیچینگ تا 25KHz کار می کنند.

طول عمر زیاد: بدلیل نداشتن کنتاکت مکانیکی و عدم نفوذ آب، روغن، گرد و غبار و ...

دارای طول عمر زیادی هستند.

عدم نیاز به نیرو و فشار: با توجه به عملکرد سنسور هنگام نزدیک شدن قطعه، به نیرو و فشار نیازی نیست.

قابل استفاده در محیطهای مختلف با شرایط سخت کاری: سنسورها در محیطهای با فشار زیاد، دمای بالا، اسیدی، روغنی، آب و ...

قابل استفاده می باشند.

عدم ایجاد نویز در هنگام سوئیچینگ: به دلیل استفاده از نیمه هادی ها در طبقه خروجی، نویزهای مزاحم (Bouncing Noise) ایجاد نمی شود.

سنسورهای القائی سنسورهای القائی سنسورهای بدون تماس هستند که تنها در مقابل فلزات عکس العمل نشان می دهند و می توانند فرمان مستقیم به رله ها، شیرهای برقی، سیستمهای اندازه گیری و مدارات کنترل الکتریکی (مانند PLC) ارسال نمایند.

اساس کار و ساختمان سنسور های القائی ساختمان این سنسورها از چهار طبقه تشکیل می شود: اسیلاتور، دمدولاتور، اشمیت تریگر، تقویت خروجی.

قسمت اساسی این سنسورها از یک اسیلاتور با فرکانس بالا تشکیل یافته که می تواند توسط قطعات فلزی تحت تاثیر قرار گیرد.

این اسیلاتور باعث بوجود آمدن میدان الکترومغناطیسی در قسمت حساس سنسور می شود.

نزدیک شدن یک قطعه فلزی باعث بوجود آمدن جریانهای گردابی در قطعه گردیده و این عمل سبب جذب انرژی میدان می شود و در نتیجه دامنه اسیلاتور کاهش می یابد.

از آنجا که طبقه دمدلاتور، آشکارساز دامنه اسیلاتور است در نتیجه کاهش دامنه اسیلاتور توسط این قسمت به طبقه اشمیت تریگر منتقل می شود.

کاهش دامنه اسیلاتور باعث فعال شدن خروجی اشمیت تریگر گردیده و این قسمت نیز به نوبه خود باعث تحریک طبقه خروجی می شود.

انتخاب فلومتر مناسب-بخش ۲ و پایانی وجود انواع فلومترهای متعدد، تکنیکهای مختلفی را نیز برای اندازه گیری فلو دربر می گیرد؛ با این توضیح که هر کدام دارای نقاط قوت و ضعف خاص خویش می باشند.

در حالت کلی برای کمترین عدم قطعیت در اندازه گیری، اندازه گیرهای جابجائی (Displacement) بهترین گزینه هستند.

نوع الکترومغناطیس، بازه فلوی گسترده تری را فراهم می آورند در حالیکه معمولا اندازه گیرهای توربینی بهترین گزینه برای بالاترین تکرارپذیری کوتاه مدت هستند.

با این وجود، لوحه های روزنه دار (Orifice plate) متداولترین اندازه گیری است که در طول تاریخ اندازه گیری فلو مورد استفاده قرار گرفته است.

از جمله ی مفروضات مطرح در انتخاب فلومتر باید به نصب، موقعیت محیطی و اقتصادی بودن کاربری اشاره نمود.

آیا قرار است اندازه گیر به حالت افقی، عمودی یا شیب دار نصب شد؟

آیا جریان فلو، یکطرفه یا دوطرفه خواهد بود؟

چه مزاحمتهائی نظیر زانویی ها و شیرها در مسیر جریان مستقیم یا معکوس فلو وجود خواهد داشت؟

منابع تغذیه در کجا قرار دارند و آیا AC، DC، باتری یا خورشیدی هستند؟

همه اینها بعلاوه فضای دسترس پذیری برای سایز اندازه گیر انتخاب شده و قابلیت وصول خدمات، در زمره فرضیات اساسی نصب هستند.

درجه حفاظت دستگاه بر اساس موقعیت محیطی اندازه گیر، قابل تعیین است.

پاسخ به پرسشهائی نظیر آیا در محیط ماده خورنده وجود دارد؟

آیا باید بهداشتی باشد؟

آیا امکان اشتعال وجود دارد؟

ما را به درجات حفاظتی همچون IP65 یا IP68 خواهد رساند.

برای عملیات در محیطهای خطرناک، ایمنی ذاتی (Intrinsic Safety: IS) و تائیدیه ضدانفجار بودن برای دستگاه نیز لازم است.

مسائل اقتصادی اندازه گیری فلو، موضوعی فراتر از صرفا بهای خرید دستگاه است.

مواردی در نصب همچون نگهدارنده های مکانیکی و الکتریکی، چمبرها، کاهش دهنده ها و pipework جریان مستقیم و معکوس و در عملیات، هزینه های پمپاژ و مصرف برق بعلاوه مسائل نگهداری باید در زمره هزینه ها، مد نظر قرار گیرند.

قابلیت اطمینان اندازه گیر نیز پارامتری است که در بلندمدت، دارای تاثیر چشم گیر بر روی هزینه و بهره وری می باشد.

سنسورقطعه استاندارد: یک قطعه مربعی شکل از فولاد ST37 است که از آن بمنظور تست فاصله سوئیچینگ استفاده می شود.

0.9Snسنسور چیست؟

اساس کار و ساختمان سنسورهای القائی ساختمان این سنسورها از چهار طبقه تشکیل می شود: اسیلاتور، دمدولاتور، اشمیت تریگر، تقویت خروجی.

کاهش دامنه اسیلاتور باعث فعال شدن خروجی اشمیت تریگر گردیده و این قسمت نیز به نوبه خود باعث تحریک طبقه خروجی می شود.انتخاب فلومتر مناسب-بخش ۲ و پایانیوجود انواع فلومترهای متعدد، تکنیکهای مختلفی را نیز برای اندازه گیری فلو دربر می گیرد؛ با این توضیح که هر کدام دارای نقاط قوت و ضعف خاص خویش می باشند.

قابلیت اطمینان اندازه گیر نیز پارامتری است که در بلندمدت، دارای تاثیر چشم گیر بر روی هزینه و بهره وری می باشد.انتخاب فلومتر مناسب (۱)دکتر بریان فرانکلین، مدیر محصولات فلو در ABB، نکات اساسی ای که در هنگام انتخاب یک فلومتر برای کاربردی خاص باید در نظر گرفت را تشریح کرده است.

از آنجائیکه عمده سودآوری یک کارخانه به دقت و قابلیت اطمینان اندازه گیری فلو بستگی دارد، ضروری است که انتخاب بر اساس دانش و مهارتهای دائما مرورشده و با گستره وسیع انجام گردد.

انتخاب یک اندازه گیر، صرفا با معیار هزینه، ممکن است دارای سودمندی کوتاه مدت باشد اما در درازمدت مسائل و مشکلاتی را به بار خواهد آورد.

هرچند آشکارا هزینه مهم می نماید اما بایستی، با دید از بالا، بین هزینه و قابلیتهای سازندگان یک بده بستان بهینه برقرار نمود.

با بیش از 100 طراحی مختلف که کلا 12 اصل عملکردی را پوشش می دهند، انتخاب دستگاه بهینه برای کاربرد خاص، کاری بس عظیم و دشوار می نماید.

هر فلومتر از هر گونه ای، دارای نقاط قوت و ضعف منحصر به خویش می باشد، جدا از اینکه طرحهای متعددی نیز به همان مشخصات موجود هستند.

به آن اضافه کنید این حقیقت را که حوزه های کاربردی که قبلا ناممکن می نمود هم اکنون بواسطه تکنیکهای ساخت جدید گشوده شده اند و شگفت آور اینکه بسیاری از کاربران از دست یافتن به بهترین گزینه ای که نیازهای آنها را برآورده سازد وامانده اند.

در حالیکه میلیونها فلومتر، فلوی هر نوع جریان سیال یا پودر قابل تصور را بر پایه تکنولوژیهای قدیمی نظیر اختلاف فشار و سطح، اندازه گیری می کنند شاهد کاربردهای روزافزونی هستیم که به نوع جدید اندازه گیرها نظیر الکترومغناطیس، جرم کوریولیس، لیزرها و غیره نیاز دارند.

بیشتر از 1000 سازنده مختلف در سراسر دنیا برای رفع این نیازها با هم در رقابت هستند.

گستره آنها از شرکتهای چندملیتی نظیر ABB گرفته تا کمپانیهای کوچک که به بازار محلی و یا کاربردهای خاص می پردازند توسعه یافته است.

با این همه تکنولوژیها، طراحیها، سازندگان و نیازهای کاربردی مختلف، انتخاب فلومتر مناسب که نیازهای کاربردی، نصب، شرایط محیطی و اقتصادی خاص را برآورده سازد رفته رفته مشکلتر میشود.

بنابراین قبل از اینکه خریدار خود را درگیر وسعت بیکران اطلاعاتی کند که پایه و اساس انتخاب وی را شکل خواهد داد بهتر است این سوال را از خود بپرسد آیا اصلاً به فلومتر نیاز است یا نه؟

در بسیاری از کاربردهای صنعتی، تنها قصد این است که آیا سیال در لوله آرام حرکت میکند یا سریع سا اصلاً جریان سیالی وجود دارد یا نه؟

به سهولت برای این کاربردها، نشانگرهای فلو با قیمتی در حدود یک چندم فلومترهای ساده در دسترس هستند.

اگر محدوده های بالا یا پائین مورد نیاز بودند، میتوان از میکروسویچها بهره برد بگونه ای که حتی برای موارد پیچیده تر نظیر نمایش 10 درصد فلو، میتوان از خرید فلومتر اجتناب کرد.

بسیاری از لوله کشی ها تغییراتی در مقطع یا خمش دارند که قابل تبدیل به یک ونتوری ساده یا اندازه گیر فلو با خریدن یک ترانسمیتر فشار تفاضلی و قراردادن توپی های فشار در نقاط مناسب است.

اگر کالیبراسیونی باید تحت آن شرایط انجام گردد، دقت معقولی حدود 5 درصد، قابل دستیابی است.

هر جائی که به دقت بیشتر نیاز است یا از سیگنال اندازه گیری شده در کنترل یک پروسه استفاده خواهد شد، متعاقبا زحمت و مشکلات بیشتری را در انتخاب اندازه گیر باید متحمل شد.

نقطه آغازین این است که اصول کارکردی مختلف چه ارجحیتی بر یکدیگر دارند.

مفهومی که