سنسور|فروشگاه انواع سنسور فشار ، ترانسمیتر و حرارت سنج

فروشگاه سنسور | اتوماسیون صنعتی نادین تک عرضه کننده انواع سنسور فشار، ترانسمیتر دما، کنترلر دما و قطعات ابزار دقیق از برندهای معتبر جهان

سنسور|فروشگاه انواع سنسور فشار ، ترانسمیتر و حرارت سنج

فروشگاه سنسور | اتوماسیون صنعتی نادین تک عرضه کننده انواع سنسور فشار، ترانسمیتر دما، کنترلر دما و قطعات ابزار دقیق از برندهای معتبر جهان

سیستم اتوماسیون صنعتی هوشمند

با سیستم اتوماسیون صنعتی هوشمند ایرانی

زمین کشاورزی را با یک پیامک سم‌پاشی و آبیاری کنید!


اتوماسیون صنعتی هوشمند 


سرویس: علمی و فناوری - علم و فناوری ایران

کد خبر: 94022715520

یکشنبه 27اردیبهشت 1394 - 11:21


محققان دانشگاه علمی کاربردی، موفق به طراحی و ساخت سیستم اتوماسیون صنعتی هوشمند در سم‌پاشی و پخش ریزمغذی‌ها در کشاورزی شدند.

 محمدجواد لطف‌اللهی، طراح این سیستم در گفت‌وگو با خبرنگار فناوری ایسنا منطقه مرکزی، با بیان این که از این سیستم اتوماسیون در غرفه جهاد دانشگاهی واقع در نمایشگاه فناوری‌های پیشرفته استان مرکزی رونمایی شده است، اظهار کرد: یکی از مشکلات بخش کشاورزی که کشاورزان با آن درگیر هستند، فرایند سم‌پاشی و تزریق ریزمغذی‌ها در مزارع زیر کشت محصولات است. از جمله روش‌های مورد استفاده در انجام فرایند سمپاشی، بهره‌گیری از سمپاش‌های کوچک دستی است که کشاورز باید این فرایند را با استفاده از یک کپسول تحت فشار بر روی دوش انجام دهد.

 

وی افزود: استفاده از سمپاش‌های بزرگ یکی دیگر از این روش‌هاست؛ در این روش با استفاده از یک سمپاش و تراکتور و حرکت بر روی زمین کشاورزی کار سمپاشی انجام می‌شود.

 

این محقق با بیان این که امروزه نیاز مبرم محصولات و مزارع کشاورزی به تزریق به موقع سموم دفع آفات نباتی و نیز ریزمغذی‌ها در مراحل سه‌گانه کاشت، داشت و برداشت می‌تواند مورد توجه قرار گیرد، افزود: برخی از مشکلات موجود در این امور می‌تواند شامل از بین رفتن محصولات به دلیل استفاده از روش‌های سنتی (استفاده از ادوات سم‌پاشی سنتی مانند سم‌پاش کوله‌ای یا تراکتوری)، بازدهی و کیفیت پایین محصولات در اثر عدم توزیع یکنواخت سموم و ریزمغذی‌ها در سطح زمین، به خطر افتادن سلامت نیروهای انسانی که به طور مستقیم با سموم و ریزمغذی‌ها تماس فیزیکی دارند، نیاز به حضور مداوم نیروی انسانی در فرایند سم‌پاشی و توزیع ریزمغذی‌ها، امکان سرایت برخی آفت‌ها مانند قارچ‌ها به محصولات مجاور در اثر حرکت نیروی انسانی مابین محصولات طی سم‌پاشی زمین، صرف مدت زمان طولانی در فرایند سم‌پاشی و پخش ریزمغذی‌ها با توجه به متراژهای بالا در مزارع کشاورزی و ... باشد و با توجه به این مشکلات وجود یک سیستم تمام اتوماتیک هوشمند جهت رفع و به حداقل رساندن این خسارات لازم به نظر می‌رسد.

 

لطف‌اللهی با بیان این که با هدف تجاری‌سازی و تولید انبوه در نمایشگاه فناوری‌های پیشرفته استان مرکزی شرکت کرده است، گفت: به وسیله این دستگاه نه تنها مصرف سم را به یک بیستم کاهش داده‌ایم، بلکه هزینه‌های جاری که کشاورز در طول دوره کاشت متحمل می‌شود نیز با استفاده از این دستگاه کاهش پیدا می‌کند.

 

وی ضمن اشاره به کارایی سیستم اتوماسیون هوشمند مشتمل بر آبیاری و سم‌پاشی، گفت: این سیستم به طور تمام اتوماتیک و بدون نیاز به دخالت عوامل انسانی عمل تزریق سموم بر روی محصولات کشاورزی را از طریق سیستم‌های تحت فشار و قطره‌ای انجام خواهد داد.

 

لطف‌اللهی گفت: این سیستم هوشمند، اتوماتیک و کنترل‌پذیر، قادر به برنامه‌ریزی هم از طریق صفحه کلید بر روی دستگاه و هم از طریق پیام کوتاه است و دیگر نیازی به حضور فیزیکی کشاورز در زمین کشاورزی نیست.

 

وی افزود: این سیستم از طریق پیامک (sms) و پنلی که روی دستگاه تعبیه شده، قادر به انجام سم‌پاشی و آبیاری است.

 

لطف‌اللهی ادامه داد: این سیستم به گونه‌ای برنامه‌ریزی شده است که قادر به پشتیبانی از هر دو نوع سیم‌کارت همراه اول و ایرانسل است و کنترل‌پذیری آن از هر دو نوع سیم کارت صورت می‌گیرد.

 

این محقق گفت: عملیات سم‌پاشی با استفاده از سم‌پاش‌های بزرگ که شامل سمپاش و تراکتور می‌شود، از یک سری معایب برخوردار است از جمله این که گاهی اوقات سم‌پاشی از این طریق نتیجه عکس می‌دهد، زیرا ورود تراکتور و نیروی انسانی در مزرعه باعث فرسایش خاک می‌شود؛ اما با نصب سیستم اتوماسیون صنعتی هوشمند بر روی سیستم‌های تحت فشار و قطره‌ای دیگر نیازی به ورود تراکتور و سم‌پاش به زمین کشاورزی نخواهد بود.

 

وی بیان کرد: با استفاده از پارامترهای مؤثر در امر سم‌پاشی و توزیع ریزمغذی‌ها از قبیل میزان آب ورودی به زمین، نوع سم یا ریزمغذی، مدت زمان پخش مواد بر روی محصولات، نوع محصول و تعداد دفعات پخش مواد، می‌توان سیستم دستگاه را تنظیم کرد و آن را به صورت مفید و موثر بکار گرفت.

 

لطف‌اللهی با بیان اینکه این سیستم، بازدهی محصول را به دو تا سه برابر افزایش می‌دهد، هزینه این دستگاه برای کشاورز را حدود سه میلیون تومان برآورد کرد و گفت: یک کشاورز برای سم‌پاشی نیاز به یک تراکتور و نیروهای انسانی دارد؛ اما با طراحی این سیستم تمام اتوماتیک، نیروی انسانی و تراکتور حذف می‌شود.

 

قابلیت اتصال به سیستم آبیاری تحت فشار یا قطره‌ای، کنترل هوشمند و برنامه‌ریزی شده فرایند پخش سموم و ریزمغذی‌ها از طریق سیستم پیام کوتاه، حذف تماس مستقیم نیروی انسانی با سموم و مواد مضر برای سلامتی کشاورز، پخش و توزیع یکنواخت سموم و ریزمغذی‌ها بر روی محصولات و قابلیت قطع تزریق سم و اعمال فرایند آبیاری به تنهایی و بالعکس در هر زمان از شبانه‌روز از دیگر امکانات و مزیت‌هایی است که وی برای این سیستم برشمرد.

 

به گزارش ایسنا طرح "سیستم اتوماسیون صنعتی هوشمند در سم‌پاشی و پخش ریزمغذی‌ها در کشاورزی" توسط لطف‌اللهی، فارغ‌التحصیل دانشگاه علمی کاربردی و با استاد راهنمایی بهزاد برناک طراحی شده است.

 

برای دریافت اخبار مرتبط با اتوماسیون صنعتیبه

 سایت پشتیبانی اتوماسیون صنعتی نادین تک

 مراجعه نماید.

سنسور التراسونیک چیست؟

سنسور آلتراسونیک یک سنسورغیر تماسی یا مجاورتی می باشد و کاربردهای گوناگون آن در آشکار سازی اجسام تا اندازه گیری فاصله یا سطح سنجی است .

تاریخچه این سنسور به سال 1912 میلادی و بعد از غرق شدن کشتی تایتانیک بر می گردد.

بعد از غرق شدن تایتانیک دانشمندان به دنبال راه حلی برای تکرارنشدن این فاجعه افتادند که اگرکاپیتان کشتی به هر دلیلی قادر به دیدن جلو کشتی نبود وسیله ای هشدار دهنده او را از وجود مانع مطلع سازد .

سنسور آلتراسونیکسنسور التراسونیک معمولا دارای یک فرستنده و یک گیرنده امواج التراسونیک می باشد. امواج التراسونیک به دسته­ ای از امواج مکانیکی گفته می­شود که فرکانس نوسانشان بیش ازمحدوده شنوایی انسان 20KHz باشد. این امواج بعد از برخورد با یک مانع منعکس  شده  و به طرف سنسوربرمی گردند و با توجه به زمان بازگشت و همچنین کیفیت امواج بازتابش شده به فاکتورهایی همچون فاصله تا مانع ، نوع مانع و سرعت مانع  دست پیدا می کنیم .هرماده ای به یک کیفیت خاص امواج التراسونیک را از خود عبور و مقداری از آن را باز تابش می دهد .

به شماتیک درونی این سنسور در شکل زیر توجه کنید.

ساختار شماتیک سنسور اولتراسونیک

این سنسورها را می توان به دو دسته صنعتی و غیر صنعتی تقسیم بندی کرد:


سنسورهای غیر صنعتی در فرکانسهایی در حدود 40 کیلو هرتز کار میکنند و در بازار با قیمتهای پایین در دسترس هستند. در این سنسورها دقت کار بالا نبود و فقط در حد تشخیص یک فاصله یا عمق یک مایع میتوان از آنها استفاده کرد.


 سنسورهای صنعتی که در فرکانسهای در حد مگا هرتز کار میکنند به دلیل همین فرکانس بالا ، دقت زیادی را خواهیم داشت.

از سال   1912  تا کنون که نزدیک به یک قرن از آن می گذرد این سنسور کاربردهای فراوانی در زندگی ما پیدا کرده است که به چند نمونه از این کاربردها  به صورت موردی می پردازیم :


1 . کاربرد در  دزدگیر اتوموبیل و وسیله هشدار دهنده فاصله در اتوموبیل

2 . ثبت دقیق ترین زمان ممکنه در ورزش دومیدانی

3 . استفاده در باک هواپیما برای فهمیدن مقدار سوخت

4 . استفاده در کنترل دور ماشینهای صنعتی

5 . کاربرد در علم هواشناسی جدید


در مقاله بعدی کاربرد وسیع تری از این دسته سنسور ها را بیان می کنیم.


"اتوماسیون صنعتی نادین نماینده رسمی سنسورهای التراسونیک سنسوپارت آلمان در ایران می باشد، برای مشاهده محصولات بر روی سایت فروشگاهی نادین تک کلیک نمایید"


برای دریافت مقالات آموزشی در این زمینه روی پورتال خبری نادین تک کلیک نمایید.

 

معرفی انواع فلومتر قسمت اول


فلو متر یا باد سنج (flow meter) وسیله ایست که حجم مواد عبوری را نسبت به زمان اندازه گیری می کند. در بیشتر صنایع از جمله صنایع نفت و پتروشیمی و… دانستن مقدار دقیق فلو یا جریان عبوری سیالی مانند گاز و یا نفت مهم می باشد.
توجه به این نکته که میزان کل فلو که معرف جرم ماده مصرفی است در بسیاری موارد نظیر پروسه های صنعتی کاربرد دارد. همچنین اندازه گیری دقیق فلو به دلیل ملاحظات مالی در فروش وخرید حجم مشخصی از ماده و کالا مانند کنتور گاز خانگی و تبادلات نفتی و …اهمیت ویژه ای دارد.
 
flumetr3
 
 
برای سنجش میزان شار عبوری روش های متفاوتی وجود دارد که هر کدام ویژگیها و شرایط مخصوص به خود (شامل ویژگی های ماده، درحه حرارت، حداقل و حد اکثر دبی سیال) را دارا می باشد. به طور کلی فلومتر ها را می توان به انواع ذیل بسته بندی کرد:

1- فلومتر توربینی
2- فلومتر اختلاف فشار
3- فلومتر گردابی(حلقوی)
4- فلومتر حرارتی
5- فلومتر مغناطیسی
6- فلومتر نوری(لیزری)
7- فلومتر آلتراسونیک

در ادامه به طورخلاصه به توضیح فلومتر های توربینی، اختلاف فشار و گردابی می پردازیم:
 
فلومتر توربینی :
در این فلومتر از یک پروانه دوار مشابه پره توربین استفاده می شود که در مسیر سیال قرار می گیرد. و با عبور سیال می چرخد، یک دوران سنج نوری، با استفاده از یک منبع ارسال نور و نیز یک فتوسل جهت آشکارسازی امواج نوری، تعداد چرخش پره توربینی را اندازه گیری کرده و به مدار شمارنده پالس ارسال می دارد، این مدارات با توجه به تعداد چرخش پره و پارامترهای دیگر از قبیل سطح مقطع لوله و … میزان شار عبوری را مشخص می سازند. شکل زیر شمای کلی این فلومتر را نشان می دهد.از جمله معایب این فلومتر، می توان موارد ذیل را برشمرد:
1- دقت پایین
2- استفاده از بخش های مکانیکی
3- تک جهته بودن فلومتر
4- احتیاج به نصب تجهیزات خاص در مسیر سیالاز مهمترین مزایای این فلومتر نیز می توان به سادگی ساخت آن اشاره کرد

فلومتر اختلاف فشار:
در این نوع از فلومتر، با استفاده از طراحی و ساخت یک مجرای عبور خاص برای سیال و قرار دادن آن در مسیر عبور سیال، باعث می شوند که بر اثر عبور سیال، اختلاف فشاری در دو طرف مجرای عبوری، ایجاد گردد. این اختلاف فشار که مقدار آن به طراحی مجرا و فلوی عبوری بستگی دارد، توسط سنسورهای سنجش اختلاف فشار، اندازه گیری شده و طبق روابط خاص، فلوی سیال از روی آن محاسبه می گردد. دقت این فلومتر نسبتا خوب است و از جمله معایب آن می توان موارد ذیل را برشمرد.

1- استفاده از بخش های مکانیکی که احتیاج به دقت بالا در ساخت دارند.
2- احتیاج به نصب تجهیزات خاص در مسیر عبور سیال


فلومتر گردابی(حلقوی):
در این فلومتر، از خاصیت گرایش سیال برای چسبیدن به اجسام جامد استفاده می شود. در این روش، اجسام نسبتا کروی شکلی مشابه شکل ذیل، در داخل لوله قرار می گیرند به کمک سنسورهای پیزوالکتریک، جریان گردابی بوجود آمده در پشت این توپک ها (اجسام کروی جامد) اندازه گیری می شود و از روی فرکانس و دامنه سیگنال ایجاد شده، طبق روابط نسبتا پیچیده ای، میزان فلوی سیال بدست می آید، از جمله معایب این روش موارد ذیل را می توان بر شمرد:

1- استفاده از اجسام و بخش های مکانیکی با شکل خاص،
2- قراردادن اجسام خاص با شرایط خاص در مسیر سیال
3- روابط پیچیده حاکم بر سیستم
4- تک جهته بودن فلومتر


در مقاله بعدی تحت عنوان معرفی انواع فلومتر قسمت دوم  به معرفی انواع دیگری از فلومتر ها می پردازیم.

معرفی انواع فلومتر قسمت دوم


در این مقاله سعی در معرفی 4 دسته از انواع فلومتر ها به نام فلومتر حرارتی،فلومتر مغناطیسی، فلومتر نوری(لیزری) و فلومتر آلتراسونیک  داریم.
 
در مقاله قبل سه دسته از انواع فلومتر ها معرفی شد در این مقاله قصد داریم 4 دسته دیگر از فلومتر ها را معرفی کنیم:
 
flumetr4
 
فلومتر حرارتی :
در این نوع فلومتر، یک المان حرارتی بر روی جدار لوله نصب می شود که باعث انتشار حرارت در داخل لوله می شود. نحوه انتشار و سرعت انتشار حرارت در محیط داخل لوله، به شدت وابسته به پارامترهایی از قبیل جنس لوله، نوع سیال، سرعت حرکت سیال و … دارد، این الگوی انتشار از روابط پیچیده ای پیروی می کند. با استفاده از قراردادن سنسورهای حرارتی مناسب در مکان های خاص از لوله، می توان الگوی انتشار را تعقیب کرد و از روی الگوی انتشار، طبق روابط پیچیده ای، فلوی سیال را محاسبه نمود. شکل زیر شمای کلی این نوع فلومتر را نشان می دهد. این نوع فلومتر، نیاز به نصب تجهیزات مکانیکی خاص در مسیر عبور سیال ندارد و تک جهته نیز نمی باشد ولی بزرگترین معایب آن، پیچیدگی روش و وابستگی آن با پارامترهای محیطی و نوع سیال است.
 
فلومتر مغناطیسی:
در این نوع فلومتر، توسط دو سیم پیچ خاص که در دو طرف لوله قرار می گیرند، یک میدان مغناطیسی در محیط داخل لوله و بین دو سیم پیچ ایجاد می گردد. با قراردادن دو الکترود حلقوی در درون لوله و برسر راه عبور سیال، یک اختلاف پتانسیل در دوسر الکترودها ایجاد می گرددکه نشانی از عبور ذرات مغناطیسی موجود در درون سیال می باشد و طبق قانون القای فارادی ایجاد می گردد. اختلاف پتانسیل ایجاد شده با سرعت عبور ذرات و در نتیجه سرعت عبور سیال رابطه دارد. با اندازه گیری این اختلاف پتانسیل و با استفاده از روابط حاکم بر سیستم، می توان فلوی سیال را محاسبه نمود.مهمترین معایب روش شامل موارد ذیل هستند:
1- احتیاج به نصب تجهیزات خاص در درون لوله و سه راه عبور سیال،
2- نویز پذیری بالا(حساسیت در مقابل نویزهای القایی، …)
 
فلومتر نوری(لیزری):
این فلومتر شامل دو فرستنده پرتو لیزر و دو آشکار ساز پرتو لیزر می باشد. پرتو لیزر تابیده شده توسط فرستنده ها در برخورد با ذرات معلق موجود در سیال پراکنده شده و توسط آشکارساز، این پراکندگی تشخیص داده می شود.
در واقع با عبور یک ذره معلق، ابتدا آشکارساز اولی عبور این ذره را تشخیص می دهد و سپس آشکار ساز دومی پساز یک مدت زمانی، عبور آن را تشخیص می دهد. اختلاف زمان بین تشخیص دو آشکارساز، متناسب با سرعت حرکت ذره و در واقع سرعت حرکت سیال است. با اندازه گیری این زمان می توان سرعت و فلوی سیال را محاسبه نمود. این روش نیز از دقت خوبی برخوردار است و نیاز به نصب تجهیزات در مسیر حرکت سیال ندارد ولی مکان تعبیه فرستنده و آشکارسازها بایستی دارای شرایط خاصی بوده و تمهیدات خاصی باید برای آن اتخاذ گردد.

 

فلومتر آلتراسونیک:
به طور کلی شارسنج های گوناگون را از نظر انرژی به دو گروه کلی افزایشی و کاهشی می توان تقسیم کرد. شارسنج های فراصوت در گروه افزایشی قرار می گیرند، زیرا برای اندازه گیری شار انرژی فراصوت را به سیال در حال عبور اضافه میکنند. شارسنج های فراصوت خود به دو نوع جابجایی دوپلر و زمان انتقال تقسیم می گردند و هر کدام دارای مزایا و معایب خاص خود هستند. هر گاه منبع صادر کننده یک موج نسبت به یک ناظر که در حال اندازه گیری آن است در حال حرکت باشد فرکانس مشاهده شده توسط ناظر متفاوت از مقدار، فرکانس اصلی خود منبع موج خواهد بود. بدین ترتیب که اگر منبع در حال دور شدن باشد ناظر فرکانس کمتری را نسبت به مقدار اصلی خواهد دید. بالعکس اگر منبع در حال نزدیک شدن باشد، فرکانس بیشتر از مقدار اصلی به نظر خواهد رسید. این پدیده به اثر دوپلر یا جابجایی دوپلر معروف است. بر همین اساس هر گاه موجی را به متحرکی بتابانیم و موج منعکسه از آن را بررسی کنیم، خواهیم دید که بین فرکانس موج اصلی و منعکسه تفاوتی وجود دارد که با سرعت متحرک متناسب است. انواع زمان های انتقالی شارسنج های فراصوت بر مبنای قاعده ساده سرعت نسبی موج در سیال متحرک نسبت به لوله کار می کنند. در این گونه سیستم ها یک تپ موج به داخل سیال ارسال می شود و با اندازه گیری زمان سپری شده تا دریافت کننده می توان به سرعت سیال پی برد. هر دو تکنیک جابجایی فرکانس و زمان انتقال امروزه در ساخت فلومترهای آلتراسونیک به کار می رود و انتخاب یکی از این دو تکنیک کار دشواری است.
در سیستم مورد پیشنهاد سرعت حرکت سیال به روش مرکبی از اندازه گیری زمان انتقال و میزان جابجایی دوپلر در فرکانس یک موج فراصوت تعیین می گردد. یک مبدل پیزو الکتریک به عنوان فرستنده/گیرنده امواج فراصوت، امواج را با زاویه تعیین شده به درون لوله می تاباند. در طرف دیگر دو مبدل قرار دارند که یکی فرستنده/گیرنده و دیگری فقط گیرنده است (شمای کلی سیستم در دیاگرام بلوکی بخش بعد آمده است). مبدل گیرنده به منظور آشکار سازی جابجایی فرکانسی استفاده می گردد و مبدل فرستنده/گیرنده به منظور آشکارسازی زمان انتقال بکار می رود. در واقع بین دو مبدل فرستنده/گیرنده که در دو طرف لوله قرار می گیرند یک رابطه دو طرفه برقرار می گردد تا زمان انتقال بدست آمده از دو طرف به همراه اختلاف فرکانسی بدست آمده از مبدل گیرنده، برای افزایش دقت محاسبه مورد استفاده قرار گیرند. لازم به ذکر است دیاگرام بلوکی ارائه شده برای سادگی تنها یک مجموعه از مبدل ها را نشان می دهد، در حالیکه به منظور افزایش دقت محاسبات از 3 مجموعه مبدل که هر مجموعه مطابق شرح فوق می باشد در سیستم استفاده می گردد.


طراحی و ساخت فلومتر آلتراسونیک

یکی از نیاز های ضروری در امر تولید فرآورده های نفتی از مرحله استخراج تا انتقال، پالایش و توزیع، آگاهی به میزان نفت یا گاز جابجا شده است. طبیعتا مساله اندازه گیری شار سیال عبور کننده از لوله ها در این زمینه اهمیت بسزایی دارد. برای سنجش میزان شار عبوری روش های متفاوتی وجود دارند که هر کدام شرایط مخصوص به خود (شامل ویژگی های ماده، درحه حرارت، حداقل و حد اکثر دبی سیال) را دارا می باشند. با توجه به اینکه شرکت ملی گاز و شرکت ملی نفت ایران یکی از بزرگترین مصرف کننده های فلومترها (شارسنج ها) می باشند که هر ساله هزینه ارزی بسیار زیادی را صرف خرید و نصب این تجهیزات می نماید، لذا این پیشنهاد به منظور بومی سازی دانش فنی ساخت شارسنج های آلتراسونیک با تکیه بر دانش فنی موجود در زمینه ساخت انواع سیستم های نظامی و صنعتی مدرن آلتراسونیکی ارائه می گردد. سرمایه گذاری بر روی موضوع فوق علاوه بر جلوگیری از خروج ارز از کشور، سود قابل توجهی را در مرحله تولید این سیستم عاید کشور می گرداند .

برای دسترسی به انواع مقالات اموزشی در حوزه اتوماسیون صنعتی می توانید روی
کلیک نمایید.