گوس متر چیست و معرفی انواع گوس متر ارزان

تفاوت میدان الکتریکی و مغناطیسی:

به همان صورت که یک ذره باردار در اطراف خود میدان الکتریکی ایجاد می کند، یک آهنربای کوچک نیز در اطراف خود میدان مغناطیسی ایجاد می کند. میدان مغناطیسی و میدان الکتریکی هر دو بردار می باشند. همان طور که می دانیم هر آهنربا دارای دو قطب N و S است و میدان مغناطیسی در قطب ها بیشترین مقدار خود را دارا می باشد و برخلاف بارهای الکتریکی که فقط می توانند یا مثبت باشند و یا منفی آهنربا همواره دارای دو قطب مثبت N و منفی S می باشد و حتی با بخش کردن یک آهنربا نمی توان قطب های آن را از هم جدا کرد و حتی بعد از بخش کردن هم هر آهنربا مجدد یک قطب N و یک قطب S دارد. اگر بخواهیم کمی علمی تر به بحث میدان مغناطیسی بپردازیم، می توان میدان مغناطیسی را میدان اطراف یک بار الکتریکی در حال حرکت تعریف کرد. بنابراین میدان مغناطیسی می تواند توسط سیم های حامل جریان نیز ایجاد شود. همچنین روش دیگر تولید میدان مغناطیسی، تغییر میدان الکتریکی می باشد. زمین هم با توجه به خاصیت هسته خود دارای میدان مغناطیسی است و قطب های مغناطیسی آن برعکس قطب های جغرافیایی می باشند، یعنی قطب شمال زمین معادل جنوب مغناطیسی می باشد.

چه موادی خاصیت مغناطیسی دارند؟

برخی مواد دارای این خاصیت می باشند که وقتی در میدان مغناطیسی واقع می شوند دارای خاصیت آهنربایی می شوند که این مواد به دو دسته زیر تقسیم می شوند:
مواد فرومغناطیس نرم: موادی که به آسانی آهنربا شده و به همان سادگی هم خاصیت آهنربایی خود را از دست می دهند را مواد فرومغناطیس نرم گویند به عنوان مثال آهن یک ماده فرومغناطیس نرم است.

مواد فرومغناطیس سخت: به موادی که دیر آهنربا شده و دیر هم خاصیت خود را از دست می دهند مواد فرومغناطیس سخت گفته می شود. به عنوان مثال فولاد یک ماده فرو مغناطیس سخت است.

میدان مغناطیسی حاصل از عبور جریان:

در قرن هجدهم بسیاری از دانشمندان به دنبال کشف ارتباط بین الکتریسیته و مغناطیس بودند. البته مشخص شد که بار الکتریکی ساکن و آهنربا هیچ اثر و یا انرژی بر یکدیگر ندارند تا زمانی که هانس کریستال اورستد پدیده جالبی را کشف کرد. او به صورت اتفاقی دریافت که سیم حامل جریان می تواند بر روی راستای عقربه قطب نما که در نزدیکی سیم قرار داشت اثر بگذارد. بنابراین نتیجه گرفت که ظاهرا سیم حامل جریان، میدان مغناطیسی تولید می کند. بنابراین کشف اورستد سرآغاز پیدایش دانش جدیدی به نام الکترومغناطیس شد. سیم حامل جریان هم چنین می تواند به صورت یک سیم پیچ باشد. بدین صورت که اگر یک هادی جریان الکتریکی را به صورت دایره هایی با مراکز مشترک بپیچیم در واقع یک نوع ساده از سیم پیچ را ایجاد کرده ایم. این سیم پیچ هم چنین به نام هایی چون بوبین یا سلف نیز شناخته می شود. وقتی از این بوبین و یا سلف جریان الکتریکی عبور کند، میدان مغناطیسی به وجود می آید. اگر بوبین را ایده آل در نظر بگیریم (بوبینی ایده آل نامیده می شود که طول آن نسبت به مساحتش بسیار بزرگتر باشد.) میدان مغناطیسی داخل سیم پیچ یکنواخت می شود و از میدان مغناطیسی خارج آن بسیار بیشتر می باشد، به طوری که میدان مغناطیسی دهانه سیم پیچ نصف میدان مغناطیسی میانه سیم پیچ است. این سیم پیچ ها در تمام موتورهای الکتریکی و ترانس ها به کار می روند و این سیم پیچ ها به صورت های مختلف مانند توزیع شده و متمرکز پیچیده می شوند. میدان مغناطیسی داخل سیم پیچ به عواملی از قبیل تعداد پیچش سیم در واحد متر به دور هسته آهنی که وجود این هسته خود موجب تقویت میدان می شود و نیز به بزرگی جریان عبوری از سیم نیز بستگی دارد، به طوری که هر چه جریان بزرگتر باشد، میدان تولید شده نیز بزرگتر است.

تاثیر میدان های الکترومغناطیسی بر سلامت:

با توجه به روند صنعتی شدن جوامع و از جمله افزایش روز افزون تجهیزات الکتریکی، طیف بیشتری از افراد جامعه چه در محیط های کاری و چه در محیط های مسکونی در معرض مواجهه با میدان های مغناطیسی و الکتریکی قرار دارند، و این مساله امکان ایجاد اثرات زیان بار بر سلامت افراد را افزایش داده است و همانگونه که زغال سنگ در گذشته انقلاب صنعتی را رقم زده است، امروزه هم الکتریسته به عنوان سوخت نامرئی زندگی مدرن می باشد و استفاده از این نیرو سبب تولید میدان های الکتریکی و مغناطیسی می شود. میدان های الکترومغناطیسی بر اساس رنج فرکانس شان به دو دسته ELF و VLF تقسیم می شوند. فرکانس میدان ELF در رنج 3 تا 300 هرتز می باشد و رنج فرکانس میدان VLF در رنج 3 تا 300 کیلوهرتز می باشد. میدان های الکترومغناطیسی می توانند توسط هر نوع کابل کشی و تجهیزات حامل جریان الکتریکی مانند خطوط برق هوایی و زمینی و سیم کشی منازل و تجهیزات پزشکی و وسایل الکتریکی و غیره تولید شوند. هر چه فاصله از منبع افزایش یابد شدت میدان کاهش می یابد و معمولا در اطراف منبع مولد حداکثر می باشد. با اینکه میدان های الکتریکی و مغناطیسی با هم تولید می شوند، اما ماهیت فیزیکی و نحوه تاثیر آنها روی بدن انسان متفاوت است. نگرانی بیشتر در مورد میدان های مغناطیسی می باشد، زیرا میدان های مغناطیسی به راحتی در ساختمان ها و پوست افراد نفوذ می کنند و به سختی قابل کنترل هستند. بنابراین به صورت کلی هم جهت اهداف سلامت و هم اهداف صنعتی اندازه گرفتن میدان های مغناطیسی لازم است و برای اندازه گیری این میدان ها در حال حاضر تجهیزاتی مانند گوس متر یا تسلامتر و یا میدان سنج مورد استفاده قرار می گیرد.

انواع گوس متر:

گوس متر یا تسلامتر که اصطلاحا به آن میدان سنج هم می گویند، وسیله ای برای اندازه گیری میدان های مغناطیسی می باشد که این میدان سنج ها می توانند میزان شدت میدان را در یک جهت و یا سه جهت اندازه گیری نمایند. میدان سنج ها می توانند شدت میدان را با دو واحد تسلا و یا گوس اندازه گیری نمایند. هم چنین از نظر اندازه گیری شدت میدان در فرکانس های پایین و بالا هم گوس مترها به دو دسته تقسیم می شوند و برخی در فرکانس های پایین را اندازه می گیرند و برخی در فرکانس های بالا. برخی محصولات که برای اندازه گیری میدان الکتریکی و یا مغناطیسی مورد استفاده قرار می گیرند به شرح زیر می باشند:

دستگاه اندازه گیری میدان الکتریکی و مغناطیسی مدل ERT-2000 ساخت تایپو تایوان:

دستگاه ERT-2000 برای اندازه گیری هر دو میدان های الکتریکی و مغناطیسی به کار می رود و این دستگاه را می توان در هر دو محیط داخلی و فضای باز استفاده کرد. این دستگاه میدان الکتریکی را در رنج 1 V/m تا 1999 V/m می تواند اندازه بگیرد و میدان مغناطیسی را در رنج 0.01µT تا 19.99µT اندازه گیری می کند. این دستگاه می تواند اندازه گیری را در رنج فرکانسی 5 هرتز تا 1500 مگاهرتز انجام دهد.

معرفی انواع دبی سنج جابجایی مثبت

دبی سنج جابجایی مثبت چیست؟

دبی سنج جابجایی مثبت (Positive displacement) در دسته فلومتر حجمی قرار می گیرد. در فلومتر جابجایی مثبت، سیال هنگام عبور از محفظه جریان سنج به واحدهای حجمی کوچکتری تقسیم شده و سپس به سمت خروجی هدایت و تخلیه می شود. با شمارش تعداد واحدهای حجمی انتقال یافته در طول زمان می توان جریان حجمی یا کل حجم عبور کرده از دبی سنج را اندازه گیری کرد. این دبی سنج ها معمولا به عنوان جمع کننده به کار می روند و کل حجم عبوری سیال را در مدت زمان مشخص نشان می دهند. دبی سنج جابجایی مثبت، در نقشه ها و مدارک ابزار دقیق به صورت FQI نمایش داده می شود.

دبی سنج ها یا فلومتر جابجایی مثبت، بر اساس جابجایی حجم های مشخصی از سیال از سمت فشار بالا به سمت فشار پایین در مسیر حرکت سیال کار می کنند. تعداد دفعاتی که این حجم مشخص می گذرد، اطلاعات لازم در زمینه دبی کل را می دهد. مقدار سیالی که از دبی سنج یا فلومتر می گذرد، مقدار فلو حجمی یا دبی حجمی می باشد. به دلیل اینکه در این روش حجم مشخصی ارسال می شود، لذا این روش برای سیالات batch مخلوط کردن با حجم های مشخص و انتقال های custody مناسب است. این نوع تجهیزات اطلاعات دقیقی را تولید کرده و معمولا برای خرید و فروش های عمده تولیدات و محاسبه تجمعی دبی عبوری به کار می روند.

برای ساخت دبی سنج جابجایی مثبت، از مکانیزم های متفاوتی استفاده می شود. یکی از این مکانیزم ها استفاده از دو عدد چرخ دنده می باشد که مماس بر یکدیگر حرکت می کنند. در ابن نوع دبی سنج، حجم مشخصی از سیال در یک دام مکانیکی ما بین دنده ها و محفظه محصور شده و سپس به سمت خروجی هدایت و آزاد می شود. این روند در طول عملکرد دبی سنج جابجایی مثبت و تا زمانی که سیال جریان دارد، تکرار می شود. می توان با نصب یک سوئیچ غیر تماسی در بالای چرخ دنده ها تعداد پالس های تولیدی را به یک شمارنده داد و سرعت چرخش چرخ دنده ها را اندازه گیری کرد. فرکانس تکرار پالس ها متناسب با جریان حجمی سیال بوده و تعداد تکرار آن در یک بازه ی زمانی مشخص نشان دهنده کل حجم عبوری می باشد.

دبی سنج جابجایی مثبت از انواع زیر تشکیل شده است:
1- پره گردان (ROTARY VANE)
2- پروانه های بریده (LOBED IMPELLER)
3- دنده های بیضوی (OVAL GEAR)
4- دیسک های حرکت محوری (NUTATING DISK)

پره گردان (ROTARY VANE):

پره های فنری (SPRING LOADED VANE) داخل و خارج کانالی در روتور می لغزند. بنابراین پره ها به طور دائم با دیواره سیلندری غیر هم مرکز ابزار دقیق در تماس هستند. شکل سیلندر به گونه ای است که در ورودی و خروجی تجهیز پره ها از دیواره فاصله داشته و در بقیه جاها پره ها با دیواره مماس است. هنگامی که روتور می چرخد، حجم مشخصی از سیال بین دو پره و دیواره خارجی محصور می شود. مقدار دبی در این حالت بر پایه میزان حجم در هر چرخش است.

نوع پیستونی (در نوع پیستونی به جای پره گردان پیستون حرکت چرخشی داشته و در هر چرخش مقدار مشخصی از سیال را جابجا می کند) برای اندازه گیری دقیق در حجم های کوچک مناسب است و از گرانروی یا ویسکوزیته (VISCOSITY) تاثیر نمی پذیرد. محدودیت های استفاده از این نوع تجهیز بیشتر به دلیل نشتی و افت فشار است.

این نوع از اندازه گیری ها به صورت گسترده در صنعت نفت و برای مواردی مانند اندازه گیری بنزین و نفت خام استفاده می شود. از مزایای این نوع دبی سنج ها، می توان به دقت متعارف، مناسب برای درجه حرارت های بالا تا 180 درجه سانتی گراد و فشار کاری بالا اشاره کرد. این نوع دبی سنج ها مناسب برای مایعات تمیز می باشند.

پروانه های بریده (LOBED IMPELLER):

در این نوع از اندازه گیری ها از دو پروانه بریده استفاده می شود که به یکدیگر گیر می کنند و در هم جا می افتند تا خلاف جهت یکدیگر در داخل محفظه ای بچرخند. در هر چرخش حجم مشخصی از سیال انتقال می یابد. شکل زیر روند به دام انداختن و آزادسازی سیال در یک سیکل کامل از فلومتر جابجایی مثبت را نشان می دهد. در این دبی سنج، بخش متحرک به صورت دو بازوی درگیر در هم ساخته می شود. سیال هنگام عبور از جریان سنج یا فلومتر جابجایی مثبت به چهار بخش تقسیم می شود. هر یک از بازوها در یک چرخش 90 درجه ای حجم کوچکی از سیال را از ورودی گرفته و بین خود و محفظه فلومتر محصور می کنند و در 90 درجه بعدی آن را در خروجی آزاد می نمایند. با هر دوران کامل جریان سنج حجمی معادل 4 دلتا v از سیال انتقال می یابد. بازوها درون محفظه دبی سنج جابجایی مثبت به گونه ای تنظیم می شوند که هیچ فاصله ای بین آنها نباشد و هیچ گونه سایشی بر روی هم نداشته باشد. این مسئله مانع نشت سیال از میان بازوها می شود و میزان جریان عبوری با آنچه در خروجی دبی سنج نمایش داده می شود، برابر خواهد بود. حرکت بازوها متاثر از نیروی سیال است و با افزایش جریان حجمی سرعت دوران بازوها نیز افزایش می یابد.

اندازه گیری پروانه بریده اغلب برای گازها استفاده می شود. از مزایای آن فشار کاری بالا و دمای کاری بالا را می توان نام برد.

دنده های بیضوی (OVAL GEAR):

دو دنده بیضی شکل سیال را بین خودشان و دیواره های تجهیز درگیر می کنند و به دام می اندازند.