سنسور یا حسگر چیست؟

🍂🍂🍂🍂🍂🍂🍂🍂🍂
حسگر یا 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. در واقع آن يك وسيله الكتريكي است كه تغييرات فيزيكي يا شيميايي را اندازه گيري مي كند و آن را به سيگنال الكتريكي تبديل مي نمايد.
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 و رباتیک باشد. (برای مطالعه بیشتر در مورد PLCها به سایر مقالات سایت میکرو رایانه در تالار گفتگو مراجعه نمایید)
سنسورها اطلاعات مختلف از وضعیت اجزای متحرک سیستم را به واحد کنترل ارسال نموده و باعث تغییر وضعیت عملکرد دستگاهها می شوند.

Ⓜ️Ⓜ️Ⓜ️📧📧📧📧
@Mech_Engineering

سنسورهای بدون تماس
سنسورهای بدون تماس سنسورهائی هستند که با نزدیک شدن یک قطعه وجود آن را حس کرده و فعال می شوند. این عمل به نحوی است که می تواند باعث جذب یک رله، کنتاکتور و یا ارسال سیگنال الکتریکی به طبقه ورودی یک سیستم گردد.
مثال هایی از 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 یا همجواری
سرعت سوئیچینگ زیاد:
سنسورها در مقایسه با کلیدهای مکانیکی از سرعت سوئیچینگ بالائی برخوردارند، به طوریکه 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.
Ⓜ️Ⓜ️Ⓜ️📧📧📧📧
@Mech_Engineering
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 سنسورهای القائی
ساختمان این سنسورها از چهار طبقه تشکیل می شود: اسیلاتور، دمدولاتور، اشمیت تریگر، تقویت خروجی.
اسیلاتور:
قسمت اساسی این سنسورها از یک اسیلاتور با فرکانس بالا تشکیل یافته که می تواند توسط قطعات فلزی تحت تاثیر قرار گیرد. (توضیحات بیشتر در سایر مقالات سایت میکرو رایانه) 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.
قطعه استاندارد:

یک قطعه مربعی شکل از فولاد ST37 است که از آن به منظور 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.
1- به اندازه قطر سنسور
2- 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 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
به عنوان 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 S

witching 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<SR<1.1SN>
فاصله سوئیچینگ مفید Useful Switching Distance) Su):
فاصله ای است که در محدوده حرارت و ولتاژ مجاز، عمل سوئیچینگ انجام می شود. 0.81Sn<SU<1.21SN
فاصله سوئیچینگ عملیاتی Operating Switching Distance) Sa):
فاصله ای است که تحت شرایط مجاز، عملکرد سنسور تضمین شده است. 0<SA<0.81SN
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 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

حسگرها در رباتيك
سنسورها در واقع ابزار ارتباط ربات با دنياي خارج و كسب اطلاعات محيطي و نيز داخلي مي باشند. انتخاب درست حسگرها تأثير بسيار زيادي در ميزان كارايي ربات دارد. (در این مورد به صورت مفصل در بخش روباتیک تالار گفتگو بحث شده است. همچنین برای مطالعه بیشتر به سایر مقالات سایت میکرو رایانه مراجعه نمایید.) بسته به نوع اطلاعاتي كه ربات نياز دارد از حسگرهاي مختلفي مي توان استفاده نمود:
– فاصله
– رنگ
– نور
– صدا
– حركت و لرزش
– دما
– دود
– و...

حس گرهاي مورد استفاده در رباتيك:
انواع سنسورها در رباتها مورد استفاده قرار می گیرند:

الف) حس گرهاي تماسي ( Contact )
مهمترين كاربردهاي اين حسگرها به اين شرح مي باشد:
1– آشكارسازي تماس دو جسم
2 – اندازه گيري نيروها و گشتاورهايي كه حين حركت ربات بين اجزاي مختلف آن ايجاد مي شود .
در شكل يك ميكرو سوئيچ يا حسگر تماسي نشان داده شده است. در صورت برخورد تيغه فلزي به مانع و فشرده شدن كليد زير تيغه همانند قطع و وصل شدن يك كليد، ولتاژ خروجي سوئيچ تغيير مي كند.
میکروسوئیچ

ب) حس گرهاي هم جواري (Proximity )
آشكارسازي اشيا نزديك به روبات مهمترين كاربرد اين سنسورها مي باشد. انواع مختلفي از سنسورهای هم جواري نظیر: القايي، اثرهال، خازني ، اولتراسونيك ، نوري ممکن است در رباتها مورد استفاده قرار گیرند.
سنسور اثر هال
Ⓜ️Ⓜ️Ⓜ️📧📧📧📧
@Mech_Engineering

ج) حسگرهاي دوربرد ( Far away)
كاربرد اصلي اين حسگرها به شرح زير مي باشد:
1– فاصله سنج (ليزو و اولتراسونيك)
2– بينايي (دوربينCCD)
در شكل يك زوج گيرنده و فرستنده اولتراسونيك (ماوراء صوت) نشان داده شده است. اساس كار اين حسگرها بر مبناي پديده داپلر مي باشد.
Ⓜ️Ⓜ️Ⓜ️📧📧📧📧
@Mech_Engineering
سنسورهای اولتراسونیک
د) حسگر نوري (گيرنده - فرستنده)
يكي از پركاربردترين حسگرهاي مورد استفاده در ساخت رباتها حسگرهاي نوري هستند. حسگر نوري گيرنده- فرستنده از يك ديود نوراني (فرستنده) و يك ترانزيستور نوري (گيرنده) تشكيل شده است.
خروجي اين حسگر در صورتيكه مقابل سطح سفيد قرار بگيرد 5 ولت و در صورتي كه در مقابل يك سطح تيره قرار گيرد صفر ولت مي باشد. البته

اين وض
عيت مي تواند در مدلهاي مختلف حسگر برعكس باشد. در هر حال اين حسگر در مواجهه با دو سطح نوري مختلف ولتاژ متفاوتي توليد مي كند.

Ⓜ️Ⓜ️Ⓜ️📧📧📧📧
@Mech_Engineering

تا لحظاتی دیگر کامل ترین مطالب در مورد شیر های صنعتی به صورت زیپ (فشرده)

همراه با چند هندبوک مهم از شیر های صنعتی

🍂🍂🍂🍂🍂🍂🍂🍂🍂🍂🍂
با ما همراه باشید
حضور شما باعث دلگرمی ماست
🙏🙏🙏🙏🙏🙏🙏🙏
Ⓜ️Ⓜ️Ⓜ️📧📧📧📧
@Mech_Engineering

جامع ترین کانال مهندسی. مکانیک
با ما همراه باشید
🌹🌹🌹🌹🌹🌹🌹🌹🌹🌹🌹🌹
مکانیک را قورت بده 🌿🌿🌿🌿🌿🌿🌿🌿🌿🌿

کامل ترین مطالب در مورد #شیر های #صنعتی #اجزای #ولوها

🍂🍂🍂🍂🍂🍂🍂🍂
Ⓜ️Ⓜ️Ⓜ️📧📧📧📧
@Mech_Engineering

با ما همراه باشید
مختصر آشنایی با شیرهای _صنعت

•  شیرهای صنعتی :
شیر وسیله ای است که برای مهار کردن جریان و فشار سیالات به کار می رود وظایف اصلی شیرهای صنعتی عبارتند از :
1- قطع و وصل کامل جریان
2- جلوگیری از بازگشت مایعات و گازهای عبور کرده


3- تنظیم عبور مقدار مورد نیاز مایعات و گازها
4- تنظیم و کنترل مقدار و فشار مایعات و گازها
5- کنترل و ایمن نگه داشتن دستگاه های تحت فشار
و اصولا شیرها در مواردی به کار می روند که برای جریان سیال (اعم از مایع و گاز ) اختلاف فشار وجود داشته باشد .


•  انواع مختلف شیرها



1- شیرهای دستی که با نیروی انسان کار می کنند manual valves
2- شیرهای خودکار که با نیروی هوا ، مایعات و گازهای کنترل شونده کار می کنند control valves
3- شیرهای خودکار که با نیروی برق کار می کنند . electric motor operated valves
شیرهایی که در این قسمت  بررسی می شود عبارتند از:
1) شیرهای سوزنی needle valves
2) شیرهای سماوری plug or clock valves
3) شیرهای کروی globe valves
4) شیرهای کشویی gate valves
5) شیرهای دیافراگمی diaphragm valves
6) شیرهای یکطرفه non return or check valves
7) شیرهای پروانه ای butterfly valves
8) شیرهای اطمینان safety valves
9) شیرهای خودکار control valves
• جنس انواع شیرها
1- شیرهای پولیکا که از مواد (porgy  vinyl  chloride) ساخته شده و روی لوله های پولیکا به کار می روند .
2- شیرهای شیشه ای که از جنس شیشه بوده و در آزمایشگاه ها به کار می روند
3- شیرهای برنجی (آلیاژ مس و روی ) که برای آب و مواد نفتی با فشار و دمای کم می باشد
4- شیرهای برنزی (آلیاژ مس و قلع ) که برای آب و محلول های نمک دار و مواد نفتی با فشار و دمای کم به کار می رود (حدود 300 درجه سانتی گراد و 350 psi فشار )
5- شیرهای چدنی که برای آب و مواد نفتی با دمای کمتر از 350 درجه سانتی گراد و بیشتر به شکل مخروطی به کار می رود .
6- شیرهای فولادی با آلیاژهای مختلف برای کنترل انواع مواد نفتی ،گازها و بخار و آب با فشار و دمای زیاد به کار برده می شود .



• طرز انتخاب صحیح شیر مورد نیاز


با توجه به مشخصات سیال باید شیری را انتخاب کرد که بتواند در مقابل ساییدگی و خوردگی و سایر مشخصات سیال مقاومت کند . همانطور که می دانیم سیال به انواع مختلف گاز و مایع و بخار تقسیم بندی می شوند و اینک عواملی را که برای انتخاب شیر باید در نظر گرفت شرح داده میشود .

Ⓜ️Ⓜ️Ⓜ️📧📧📧📧
@Mech_Engineering

1- نقشه کشی : 
باید حتما به نقشه دقت کرد تا لوله کشی همراه با نقشه انجام شود و به انقباض و انبساط و ارتعاش لوله و تکیه گاه آن برای محلی که لوله به شیر اتصال می یابد در نظر گرفته شود . 
2- نوع کاری که شیر باید انجام دهد 
مثلا شیر باید کاملا بسته باشد یا نه ؟ یا اینکه شیر باید در فشار و دمای بالا کار کند یا در فشار و دمای پایین یا اینکه شیر باید دستی کار کند یا به صورت خودکار که در انتخاب شیر تاثیر بسزایی دارند .


3- حجم شیر: 
مسئله مهم دیگر محاسبه اندازه مورد لازم است قبلا بایستی اندازه لوله ای که بتواند ظرفیت جا به جا شده مایع بانضمام لفت فشار را تامین کند محاسبه شود و حجم شیر نیز باید با مقدار محاسبه شده مذکور مناسب شود .


4- درجه حرارت و فشار: 
جنس شیر ارتباط کامل با درجه حرارت و فشار سیال دارد بمنظور سهولت کار استفاده از شیرهای مناسب در کشور های مختلف به صورت استاندارد درآمده  و در دسترس همگان گذارده شده است .


5- مواد سازنده شیر : 
در مورد جریان سیالهایی که بعلت اثرات شیمیایی _ زنگ زدگی و رسوبات _ جنبه خورندگی دارند بمنظور جلوگیری از آلودگی باید شیر را با آستری از آبونیت یا پلاستیک و یا سرامیک و یا شیشه پوشاند . موادی که بیشتر در ساختمان شیرها به کار می رود شامل آلیاژهای چدن ، برنز ،نیکل ،مس ،فولاد ،فولاد زنگ نزن و همچنین آلیاژهای  آلومینیوم و تیتانیوم می باشد

Ⓜ️Ⓜ️Ⓜ️📧📧📧📧
@Mech_Engineering
6- افت فشار : 
هنگامی که یک دستگاه شیر در لوله کشی نصب می شود به علت مقاومت و تغییر جهت مایع و اصطکاک لوله و تغییرات اجتناب ناپذیر وضع جریان افت فشار ایجاد می شود . افت فشار در مورد جریان مایع ، گاز،بخار هر کدام از روی فرمول های متفاوتی محاسبه می شود ولی فقط در اینجا فرمول مربوط به محاسبه مایع ارائه می گردد. 
∆hl=k v2/2g
که در اینجا ∆hl  افت موضعی شیر می باشد . و v سرعت عمود بر سطح مقطع می باشد .


7- سیستم بکار اندازی شیر : 
یکی از مسائلی که در انتخاب شیر موثر می باشد سیستم محرکه شیر (unit actuating) می باشد سیستم محرکه شیر ممکن است مکانیکی ،هیدرولیکی ،یا بوسیله برق یا هوا باشد .
 Ⓜ️Ⓜ️Ⓜ️📧📧📧📧
@Mech_Engineering
ابتدایی ترین وسیله محرکه بوسیله دست می باشد که با کمک

دسته یا پیچ به طور مستقیم یا غیر مستقیم روی شیر عمل می کند . 
محرک (actual

مطالبی در مورد شیر ها 🔽🔽🔽🔽🔽🔽🔽🔽🔽🔽