قانون ژول

قانون ژول

قانون ژول چیست ؟


مقدار گرمایی که در اثر عبور جریان الکتریکی در یک رسانا آزاد می‌شود (Q)، با مقاومت الکتریکی رسانا (R) مجذور جریان (I) و مدت زمان عبور جریان (t) متناسب است. این قانون را که به قانون ژول معروف است می‌توان به صورت که در آن Q برحسب ژول ، R برحسب اهم ، I برحسب آمپر و t برحسب ثانیه اندازه گیری می‌شود، بیان کرد.

ادامه مطلب

قانون اهم

قانون اهم چیست

قانون اهم چیست

قانون اهم که به نام کاشف آن جرج اهم نام گذاری شده است، بیان می دارد که نسبت اختلاف پتانسیل (یا افت ولتاژ) بین دو سر یک هادی (و مقاومت) به جریان عبور کننده از آن به شرطی که دما ثابت بماند، مقدار ثابتی است:

V \over I} = R}

که در آن V ولتاژ و I جریان است. این معادله منجر به یک ثابت نسبی R می شود که مقاومت الکتریکی آن وسیله نامیده می شود. این قانون تنها برای مقاومتهایی صادق است که مقاومت شان به ولتاژ اعمالی دو سرشان وابسته نباشد که به این مقاومت ها مقاومت های اهمی یا ایده آل یا وسیله های اهمی گفته می شود.
خوشبختانه شرایطی که در آن قانون اهم صادق است، بسیار عمومی است.( قانون اهم هیچگاه برای ابزارهای دنیای واقعی کاملا دقیق نیست چرا که هیچ ابزار واقعی وجود ندارد که یک ابزار اهمی باشد).

ادامه مطلب

سلسیوس (سانتیگراد) و فارنهایت

سلسیوس (سانتیگراد) و فارنهایت مقیاس و واحد اندازه گیری درجه حرارت می باشند. آنها مقادیر نسبی برای نقاط انجماد و نقطه جوش هستند و مهم است که توجه داشته باشید که معیار اصلی نقاط انجماد و جوش آب است . این مقیاس ها در بسیاری از شرایط مفید بوده و سراسر جهان استفاده می شوند. به تفاوت های این دو مفهوم توجه نمایید

سلسیوس (سانتیگراد)
مقیاس سلسیوس ، نام خود را از یک ستاره شناس سوئدی به نام آندرس سلسیوس که کشفیات و مشاهدات خود را درباره دو درجه مندرج بر روی دماسنج در سال ۱۷۴۲ به دنیای علم معرفی نمود. در ابتدا این مقیاس سانتیگراد نامیده شد اما بدلیل برخی از مسائل ، نام ان به طور رسمی با نام سلسیوس با نماد ° C به تصویب رسید. بسیاری از کشورها به دلیل سهولت استفاده این مقیاس را به عنوان مقیاس اصلی واستاندارد اندازه گیری دما بکار می برند.

فارنهایت
مقیاس فارنهایت، توسط دانیل گابریل فارنهایت فیزیکدان آلمانی در سال ۱۷۲۴ پیشنهاد شد. این مقیاس ابتدا برای مقاصد اقلیمی، صنعتی و پزشکی و عمدتا در غرب در دهه ۱۹۶۰ استفاده می شد. اما کم کم مقیاس رایج در اکثر کشورها سلسیوس شد. هنوز در میان کشورهای دیگر مانند ایالات متحده از فارنهایت استفاده می شود.با اتخاذ این سیستم در واقع خوانش منفی درجه حرارت به حداقل می رسد.

تفاوت بین سلسیوس و فارنهایت

تفاوت اصلی بین مقیاسهای درجه حرارت در ارزش نسبی نقاط انجماد و جوش نهفته است. در مقیاس سلسیوس نقطه جوش آب C° 100 و نقطه انجماد آن C ° 0 است. در مقیاس فارنهایت، نقطه جوش آب در ۲۱۲ درجه F و نقطه انجمادش در ، در ۳۲ درجه F می باشد. هر چند به نظر می رسد که درک مقیاس سلسیوس نسبت به فارنهایت آسان تر است اما در مقیاس سلسیوس تعداد نقاط کمتری بین نقطه انجماد وجوش قرار دارد و این به این معنی است که تغییرات واقعی دما می تواند بیشتر باشد. این باعث می شود اعشار یا کسر در مقیاس سلسیوس بسیار مهم باشد.

یکی دیگر از تفاوت های این دو مقیاس این است که مقیاس فارنهایت در سیستم امپریال اندازه گیری استفاده می شود در حالی که مقیاس سلسیوس در سیستم متریک اندازه گیری می گردد.
این واقعا مهم نیست که چه مقیاسی برای اندازه گیری استفاده شود، چرا که می توان آن را به معادل مربوط به فارنهایت یا سلسیوس تبدیل کرد،و همان دما را به دست آورد.بنابراین، برای تبدیل سلسیوس به فارنهایت، عدد خوانده شده را در ۹/۵ ضرب کرده وبا ۳۲ جمع می کنیم.برای تبدیل فارنهایت به سانتیگراد،از عدد خوانده شده ۳۲ را کم کرده وحاصل را در ۵/۹ ضرب می کنیم.
سانتیگراد و فارنهایت هر دو مقیاس و واحد اندازه گیری دما هستند.
سانتیگراد برای نخستین بار توسط یک ستاره شناس سوئدی به نام آندرس سلسیوس در سال ۱۷۴۲ معرفی شد. این واحد برای اولین بار با نام سانتیگراد نامگذاری شد اما پس از ۲۰۰ سال و پس از حل و فصل ابهامات به وجود آمده نام سلسیوس به تصویب رسید.
فارنهایت توسط فیزیکدان آلمانی،دانیل گابریل فارنهایت در سال ۱۷۲۴ معرفی شد.
در مقیاس سلسیوس نقطه جوش آب C° صد و نقطه انجماد آن C ° صفر است. در مقیاس فارنهایت، نقطه جوش آب در ۲۱۲ درجه F و نقطه انجمادش در ، در ۳۲ درجه F می باشد.
سانتیگراد در سیستم اندازه گیری متریک مورد استفاده قرار می گیرد. فارنهایت در سیستم اندازه گیری امپریال استفاده می شود

تبدیل درجه فارنهایت به سانتیگراد(وبالعکس)

از این روش ساده برای تبدیل این دو درجه به هم را ذکر می کنیم .
توجه داشته باشید نام دیگر درجه سانتی گراد ،درجه سلسیوس است.

تبدیل سانتیگراد به فارنهایت :
1) ابتدا عدد درجه سانتی گراد را در 1.8 ضرب می کنیم .
2) حاصل را با 32 جمع می کنیم .
3) عدد بدست آمده عدد درجه فارنهایت است

فرمول ریاضی :

32+ (1.8*سانتی گراد )=فارنهایت

مثال: 300 درجه سانتی گراد چند درجه فارنهایت است؟

1) 540=1.8* 300
2) 572=540+32
3) 300 درجه سانتی گراد 572 درجه فارنهایت است .

تبدیل فارنهایت به سانتی گراد:

1) ابتدا عدد درجه فارنهایت را منهای 32 می کنیم.
2)عدد حاصل را بر 1.8 تقسیم می کنیم .
3)عدد بدست آمده درجه بر حسب سانتی گراد است.

فرمول ریاضی :
1.8/(32 - فارنهایت)=سانتی گراد

مثال: 572 درجه فارنهایت چند درجه سانتی گراد است؟
1) 540=572-32
2) 300 =540/1.8
3) 572 درجه فارنهایت 300 درجه سانتی گراد است.

انواع استیل

 انواع استیل

استیل چیست 

.استیل نوعی آلیاژ است که پایه آن آهن وکمتر از2 درصد کربن دارد را استیل یا فولاد زنگ نزن میگویند 

دسته بندی فولاد 

  فولاد آلیاژی : این نوع با افزودن برخی عناصر به آهن تولید میشوند و انواع مختلفی دارند مانند :اضافه کردن کروم به آهن استیل زنگ نزن یا استینلس استیل بدست می آید

فولاد کربنی : دراین فولاد از آلیاژهای ساده استفاده شده مانند : سیلسیم - منگنز - گوگرد و فسفر

 

چرا استینلس استیل زنگ نمیزند ؟

ترکیب حداقل 10 درصد کروم باعث میشود که کروم با اکسیژن هوا اکسید کروم تشکیل دهد این ترکیب باعث لایه روی استیل میشود که ارتباط بین فلز و هوا را از بین رفته و استیل سالم می ماند

هر چقدر مقدار کروم بشتر باشد این مقاومت بیشتر می باشد . و همچنین میتوان از عناصری همچون مولیبدن و نیکل نیز استفاده شود

 استیل 304 با 316 چه تفاوتی دارد

در استیل 304 18 درصد کروم و 8 درصد نیکل بکار رفته ولی در استیل 316 16 درصد کروم 10 درصد نیکل و 2 درصد مولیبدن بکار رفته است. مولیبدن برای مقاومت بیشتر برای خوردگی مثل آب دریا اضافه میگردد

استینلس استیل در چه دمایی کاربرد دارد

در دمای 1200 درجه سانتیگراد  و در دمای منفی 200 درجه سانتیگراد مقاوم هستند

انواع استینلس استیل

:سری 300 غیر مغناطیسی یا استیل نگیر

 استیل 304 : معمولی ترین نوع آن است که  درصد 18 کروم و 8 درصد نیکل دارد

استیل 316 : در صنایع غذایی و پزشکی رایج تر می باشد که به علاوه کروم و نیکل آلیاژ مولیبدن نیز دارا می باشد 

استیل :321

سری 400 مغناطیسی یا استیل بگیر :

 استیل 410 : مقاوم در مقابل سایش ولی در مقابل خوردگی مقاومت کمتری دارد

استیل 420 : قابلیت پولیشی خوب دارد و صنایع مثل کارد و چنگال کاربرد دارد 

استیل 430 : مقاوم در مقابل خوردگی و در درجه حرارتی پایین کاربرد دارد و شکل پذیری بالایی دارد

خواص مهم استینلس استیل ها :

  • مقاوم در مقابل حرارت
  • مقاوم در مقابل سایش و خوردگی
  • عمر طولانی
  • قابل بازیافت
  • شکل پذیری بالا

ترانسمیتر دما و فشار

ترانسمیتر چیست و کاربرد آن
tramsmiter123321


ترانسمیتر از ترکیب دو واژه TRANSFER+METER گرفته شده است.یعنی تجهیزی که بتواند یک کمیت فیزیکی را اندازه گیری کرده(METERING)وآن را به مکانی دورتر مثل اتاق کنترل انتقال(TRANSFER) دهد.می تواند نیوماتیکی و یا الکترونیکی باشد. در هر دو مورد،سیگنال ارسالی استاندارد بوده و برای تجهیزاتی که در LOOP کنترل قرار دارند قابل فهم می باشد.در نوع الکترونیکی جریان 20-4 میلی امپر و در نوع نیوماتیکی فشار هوای 15-3 (PSI)یا (bar)از سوی TRANSMITTER به کنترلرهای الکترونیکی و نیوماتیکی ارسال می شود.

در واحد هاي صنعتي بزرگ كه عمليات توليد در محوطه ي گسترده اي انجام مي گيرد ادوات و دستگاه هاي كنترل و اندازه گيري بطور متمركز در محلي به نام اتاق فرمان يا مركز كنترل قرار دارند. بطوري كه امكان اندازه گيري و كنترل كلي متغيير ها در سراسر كارخانه و محوطه آن توسط اپرا تور در هر لحظه فراهم آيد.در چنين مواردي لازم است كه سيگنال ها و فرمان ها از محوطه به اطاق كنترل و بر عكس منتقل شوند براي اين منظور از دستگاه هايي بنام ترانسميتر ها استفاده مي شود.

ترانسميترها روي لوله ها و مخازن در سراسر محوطه در نقاط اندازه گيري نصب مي شوند. بطور كلي ترانسميتر ها از سه قسمت اصلي حس كننده، مبدل(ترانسديوسر) و تقويت كننده تشكيل مي شود.

انواع ترانسمیتر

۱-پسیو ۲-اکتیو

ترانسمیتر پسیو (غیر فعال) : این نوع ترانسمیتر که یکی از پر کاربردترین ترانسمیتر ها می باشد، مسیر تغذیه جداگانه ندارد و ولتاژ مورد نیاز تغذیه خود را روی همان خطوط جریان خروجی از دستگاه جانبی مثل RTU یا PLC و غیره دریافت میکند و سپس کمیت اندازه گیری شده را به صورت جریان استاندارد روی خطوط خروجی ارسال می کند. اینکار باعث می شودکه سیم کشی اضافی برای تغذیه درتجهیزات اندازه گیری مورد نیاز نباشد و همچنین ترانسمیتر بدون نیاز به برق جداگانه از طریق خطوط اتصال یافته به خروجی های آنها تغذیه شوند.

ترانسمیتر اکتیو (فعال) : این نوع ترانسمیتر صنعتی، کمیت اندازه گیری شده را روی دو خط به صورت جریان استاندارد ۴ تا ۲۰ میلی آمپر ارسال می نمایند ولی برای عملکرد صحیح نیاز به تغذیه جداگانه دارند که بایستی به گونه ای تامین و به آنها تحویل داده شود. بنابراین این نوع از ترانسمیتر منجر به صرفه جویی در سیم کشی نمی گردند و مزیت ترانسمیتر پسیو را ندارد.

ترانسميتر ها در انواع الكتريكي و نيوماتيكي ساخته مي شوند.

خروجي ترانسميتر هاي الكتريكي بين ۴ تا ۲۰ ميلي آمپر و ترانسميتر هاي نيوماتيكي بين ۳ تا ۱۵ psi بر حسب تغييرات كميت ورودي مي تواند تغيير كند.

لازم به ذكر است قسمت هاي مبدل و تقويت كننده براي انواع ترانسميتر ها يكسان بوده و فقط قسمت حس كننده براي كميت هاي مختلف متفاوت مي باشد.مثلاً در مورد ترانسميتر درجه حرارت قسمت حس كننده به درجه حرارت و درمورد ترانسميتر هاي فشار قسمت حس كننده به درجه فشار حساس خواهند بود.

براي مدرج كردن و يا كاليبره كردن ترانسميتر ها طبق دستور سازنده با دادن ورودي هاي معين و معلوم خروجي را تنظيم مي كنيم.

مثلاً اگر ورودي صفر باشد خروجي ترانسميتر نيوماتيكي بايد ۳ پی اس ای باشد و اگر ورودي حداكثر باشد خروجي بايد ۱۵ را نشان دهد.

 theransmiterHoneywell

Temperature Transmitter

ترانسمیتر دما

ترانسمیتر دما یا انتقال دهنده دما ابزاری است که دمای اندازه‌ گیری شده توسط سنسور دما مثل ترموکوپل را به یک کمیت استاندارد قابل انتقال تبدیل می‌کند. ترانسمیتر از ترکیب دو واژه TRANSFER+METER گرفته شده است.یعنی تجهیزی که بتواند یک کمیت فیزیکی را اندازه گیری کرده(METERING)وآن را به مکانی دورتر مثل اتاق کنترل انتقال(TRANSFER) دهد .ترانسمیتر در حیطه ابزار دقیق به تجهیزی گفته می شود که یکی از پارامترهای فیزیکی نظیر ، دما ، فشار ، جریان سیال ، رطوبت ، سرعت ، سطح یا ارتفاع مواد داخل مخزن ، وزن ، و … را به سیگنالی استاندارد نظیر ۴ تا ۲۰ میلی آمپر یا صفر تا ده ولت تبدیل می کند و قابلیت ارسال سیگنال به صورت دو سیمه یا پاور لوپ را نیزدارد.این تجهیز می تواند الکترونیکی و یا نیوماتیکی باشد. در هر دو مورد،سیگنال ارسالی استاندارد می باشد و برای تجهیزاتی که در LOOP کنترل قرار دارند قابل فهم می باشد.

ترانسميترهاي دما میتوانند در چندين مدل ساده و قابل كاليبره ارائه شوند. اين ترانسميترهاي قابليت تشخيص انواع سنسور دما نظير انواع ترموكوپل و RTD ( ترمورزيستنس يا PT100 ) را دارند. ترانسمترهاي مطرح شده در مدلهاي ريلي و مدلهاي مخصوص هد (head) ترموكوپل و PT100 ميباشند  .

تفسیم بندی ترانسمیتر دما

۱) ترانسمیتر دمای کلگی دار (HEadMOUNTED) : ترانسمیتر دمای کله ای در داخل محفظة بالای سنسور قرار گیرند که به نوع HEAD MOUNTED معروف هستند.
۲) ترانسمیتر دمای ریلی (RAIL MOUNTED) : ترا نسمیتر دمای ریلی در داخل تابلو و روی ریل‌ها نصب می شوند که به RAIL MOUNTED معروف هستند .

tramsmiter12323

Pressure Transmitter

ترانسمیتر فشار

ترانسمیتر فشار می تواند فشار نقطه مورد نظر را اندازه گیری کرده  و متناسب با آن سیگنال 4 -20 MA   را ارسال نماید .
در بعضی از مدل ها٬ سنسور آنها شامل یک کپسول حاوی سلیکون می باشد که به طرفین آن دو فشار متفاوت اعمال می شود که  بر اساس اختلاف  این دو فشار، سنسور میلی ولتی را تو لید می کند که توسط مدار الکترونیکی تبدیل به جریان می شود و به خروجی ارسال  می شود.
اغلب برای اندازه گیری فشار یک سمت  کپسول به هوای آزاد راه دارد و سمت دیگر  به نقطه اندازه گیری فشار متصل است .
 رنج اندازه گیری دستگاه قابل تغییر می باشد و واحد اندازه گیری نیز می تواند به دلخواه  تنظیم شود .  این دستگاه میتواند برای اندازه گیری جریان (FLOW) نیز بکار رود.به این ترتیب که با قرار دادن یک ORIFICE  بین یک فلنج وگرفتن یک خروجی از ناحیه پر فشار و کم فشار  ، به ترتیب قبل و بعد از ORIFICE   و اعمال آن به دو طرف کپسول  سنسور،می توانیم جریان را اندازه گیری نماییم.

از جمله تجهیزات پرکاربرد ابزار دقیق جهت کنترل فرآیندهای صنعتی میباشد که اغلب برای اندازه گیری فشار گاز یا مایع به کار می رود.
محل نصب ترانسميترها روي لوله ها و مخازن در سراسر محوطه در نقاط اندازه گيري می باشد.در مجموع ترانسميترها از سه قسمت اصلي تقويت كننده، مبدل(ترانسديوسر) و حس كننده ساخته شده اند.ترانسميترها در دو نوع نيوماتيكي والكتريكي تولید شده اند.خروجي ترانسميتر هاي الكتريكي بين ۴ تا ۲۰ ميلي آمپر است و ترانسميتر هاي نيوماتيكي بين ۳ تا ۱۵ psi بر حسب تغييرات كميت ورودي مي تواند تغيير كند. قابل توجه است که قسمت هاي مبدل و تقويت كننده براي انواع ترانسميترها یکسان است و براي كميت هاي مختلف تنها قسمت حس كننده تفاوت دارد. به عنوان مثال درمورد ترانسميتر هاي فشار قسمت حس كننده به درجه فشار حساس است ودر مورد ترانسميتر درجه حرارت ،قسمت حس كننده به (دما)درجه حرارت حساس است. براي كاليبره كردن یا مدرج كردن ترانسميترها براساس دستور سازنده با دادن ورودي هاي مشخص خروجي را باید تنظيم كنيم.به طور مثال در صورتی که ورودي صفر است خروجي ترانسميتر نيوماتيكي بايد ۳ psi بشود و و در صورت حداکثر بودن ورودی در خروجي بايد ۱۵ دیده شود. ترانسدیوسر وسیله ای است که کار آن تبدیل حالات انرژی به یکدیگر است ، یعنی در صورتی که همراه ترانسدیوسر یک سنسور فشار داشته باشیم ، پارامتر توسط سنسور فشار اندازه گیری می شود و مقدار مشخص شده به ترانسدیوسر تحویل داده می شود ،بعد ترانسدیوسر آن را به یک سیگنال الکتریکی قابل درک برای کنترلر و قابل فرستادن به وسیله سیم های فلزی ، تبدیل می کند . در نتیجه همیشه خروجی یک ترانسدیوسر ، سیگنال الکتریکی می باشد که می تواند ویژگیها و پارامترهای الکتریکی نظیر ولتاژ ، جریان و فرکانس را در سمت دیگر خط تغییر دهد ، البته باید در نظر داشت که سنسور انتخابی از نوع سنسورهایی باشد که مبدل پارامترهای فیزیکی به الکتریکی باشد و بتواند به طور مثال دمای اندازه گیری شده را به یک سیگنال بسیار ضعیف تبدیل کند که در مرحله بعدی به ترانسدیوسر وارد شده و سپس به مدارهای الکترونیکی تحویل داده می شود.

انواع ترانسمیتر فشار 


ترانسمیتر فشار به همراه نمایشگر
ترانسمیتر فشار مخصوص محیط های انفجاری
ترانسمیتر فشار تفاضلی
ترانسمیتر فشار هوشمند
ترانسمیتر فشار پایین
ترانسمیتر فشار صنعتی
ترانسمیتر فشار قلمی

نکات مهم برای انتخاب ترانسمیتر فشار

منفی یا مثبت بودن فشار

دقت وسیله
مطلق یا نسبی بودن فشار
محدوده اندازه گیری
نوع خروجی لازم
نوع خورندگی ماده

کاربردهای ترانسمیتر فشار

ترانسمیتر های فشار در محیط های زیادی استفاده می شوند.در تحقیق ترانسمیتر های خاص و با حساسیت زیاد برای به نتیجه رسیدن آزمایش ها استفاده می شوندو در تکنولوژی کنترل ، ترانسمیتر های توسعه یافته خاصی به کار برده می شوند.
روزانه ترانسمیتر های فشار برای مانیتورینگ و کنترل فرآیندهایی که با آنها ارتباط داریم به کار برده می شوند.

مزیت های ترانسمیتر فشار

• کاهش هزینه

• انعطاف پذیری
• مراقبت از محیط زیست
• سیگنالهای قابل اطمینان و سریعی از error ها در سیستم کنترل شده ایجاد می کند. مثل شکستگی وسیله و یا تراکم و گرفتگی.
• تشخیص فرسودگی ابزار.
• در خودکار سازی جریان و خودکار کردن کنترل کیفیت مواد و مدیریت دیده بانی مواد استفاده می شوند.
• ایجاد سیگنال خطر در محل کار مثلا برای انباشته شدن بیش از اندازه آلاینده ها.
• ایجاد محیط کار مناسب برای بشر، زیرا باعث حذف نیاز به اندازه گرفتن ها و کنترل ها در مکان های پرخطر می شوند.

کاربرد های دیگر ترانسمیتر فشار

1- اندازه گیری فشار
این کاربرد، در مواردی از جمله تجهیزات هواشناسی، هواپیما، اتومبیل و سایر وسایلی که در آن‌ها فشار کارایی دارد استفاده می شود که منظور همان کاربرد مستقیم ترانسمیتر های فشار است.

2-اندازه گیری ارتفاع از سطح دریا
کاربرد آن در موشک،هواپیما، بالن‌های هواشناسی، ماهواره و غیره است. در همه این موارد از رابطه بین تغییرات فشار با ارتفاع نسبت به سطح دریا استفاده میشود.

3-اندازه گیری جریان
جریان را می توان به وسیله اثر ونتوری و رابطه آن با فشار، اندازه گرفت. در یک تیوب ونتوری اختلاف فشار بین دو بخش (ضمن داشتن دهانه ای با قطرهای متفاوت) اندازه گرفته می شود. این اختلاف فشار، رابطه مستقیم با سرعت جریانی که از تیوب می گذرد دارد. چون که این اختلاف فشار نسبتاً کوچک است ترانسمیتر فشار که دارای بازه کم به کار برده میشود.

4-اندازه گیری ارتفاع / عمق
می توان برای اندازه گیری ارتفاع سطح مایع ازترانسمیتر فشار استفاده نمود.عمدتا از این تکنیک برای اندازه گرفتن موقعیت جسم غوطه ور در آب ( مثل زیر دریایی ها، غواص‌ها) و یا ارتفاع سطح مایع درون یک مخزن (مانند مایع داخل برج آب) استفاده می شود. در اکثر کاربردهای عملی، سطح مایع با فشار متناسب است.

5-آزمایش نشتی
با اندازه گرفتن افت فشار می توانیم نشتی سیستم را محاسبه کنیم. روش‌های معمول برای این کار، دو روش میباشند:
1. مقایسه کردن فشار سیستم با فشار سیستمی که نشتی مشخصی دارد و استفاده کردن از این اختلاف فشار .
2. اندازه گرفتن فشار و کنترل تغییرات آن در طول یک بازه زمانی