فناوری ابررساناها در خدمت اتوماسیون

[vc_row css=”.vc_custom_1453128198958{margin-bottom: 0px !important;}”][vc_column][vc_column_text]

حرکت بدون اصطکاک

توسط دستگاه حرکتی فوق خطی، سرنشین بدون هیچ­گونه لرزش و یا اصطکاکی بر روی ریل مغناطیسی حرکت می نماید.

ابررساناها با ایجاد شناوری، حرکتی بدون اصطکاک و با مصرف انرژی پایین را ایجاد می­کنند. این مواد دارای یک پتانسیل جدید برای تحول در فناوری گرفتن قطعات، در آینده نزدیک می­باشند. شرکت فستو اولین کاربرد ابررساناها در اتوماسیون صنعتی را در سه پروژه مجزا با همکاری شرکت evico و چند موسسه تحقیقاتی و دانشگاهی به مرحله ظهور رسانده است.

فیزیک همواره خطوط تعریف شده قابل فهمی را ترسیم می­نماید. تبدیل از یک حالت به حالت دیگر ماده –جامد به مایع، مایع به گاز- یک مثال عالی در این زمینه است. این تعریف برای ابررساناها نیز صدق میکند. فلزات، آلیاژهای فلزی و یا مواد سرامیکی پس از عبور از دمای گذار به ناگهان به ابررسانا تبدیل می­شوند. هنگامی که این پدیده رخ دهد، این مواد مقاومت الکتریکی خود را از دست داده و تبدیل به موادی ویژه می­شوند. این واقعه چشم اندازهای جدیدی را برای کاربردهای صنعتی و فنی به روی ما می­گشاید. به عنوان مثال اگر یک ابررسانا، تا رسیدن به دمای گذار خود، تحت میدان مغناطیسی خارجی یک آهنرربای دایمی باشد، می­تواند میدان مغناطیس را در خود ذخیره و یا حبس کند و این امر باعث ایجاد شرایط پایدار شناوری می­گردد.

ابررساناها در برابر هر جابجایی (تغییر فاصله) با بازگشت به محل اولیه، عکس العمل نشان می­دهد. این تقابل ابررسانا با میدان الکترومغناطیس، باعث ایجاد یاتاق­های بدون اصطکاک و شناوری می­گردد که بدون نیاز به هیچ­گونه وسیله اندازه گیری و یا کنترلی پیچیده­ای پایدار می­باشد.

حرکتی آسان بر رویننو

شرکت فستو، برای تجربه چگونگی شناوری با فناوری ابررساناها، یک دستگاه به نام حرکت خطی با سرعت فوق العاده بالا طراحی و ساخته است، این دستگاه یک ننو بوده که یک صندلی بر روی آن قرار دارد به نحوی که تنها یک نفر قادر به نشستن بر روی آن می­باشد. برای این حرکت آسان باید مواد ابررسانای تعبیه شده در زیر صندلی، توسط نیتروژن مایع سرد شده تا به دمایی ثابت بین 63 تا 77 درجه کلوین برسد، در این حالت، این ابررساناها در فاصله حدود 15 میلیمتری از ریل­ها، که آهنربای دایمی می­باشند قرار می­گیرد. این ابررساناها موقعیت اولیه و موازی خود با ریل­ها را هموراه حفظ می­کنند. برای حرکت صندلی کافی است ننو از حالت تعادل خارج شود تا صندلی با نیروی وزن خود جابجا گردد. سرنشین این صندلی که بر روی هوا شناور است، توسط ابر رساناها جابجا خواهد شد.

جابجایی بدون اصطکاک

در سیستم سوپراهندلینگ (جابجایی ویژه)، اصول به کار گرفته شده در ننو ابررسانا، به یک میز کار X/Y برای جابجایی برخی از اشیای خاص، منتقل شده است. دو درایو در زیر  میز تعبیه شده­است که هر کدام به صورت مستقل می­تواند میز را در جهت­های X و یا Y کج کرده و این امر باعث حرکت لغزنده توسط ابررسانا بر روی ریل­های آهنربایی می­گردد. ابررساناها مانند دستگاه حرکت فوق خطی(حرکت خطی با سرعت فوق العاده بالا) باید به طور دایم توسط نیتروژن مایع سرد شوند. فاصله و موقعیت نسبت به ریل ثابت مانده و شناوری پایدار حاصل می­گردد. کاربردهای بسیار فراوانی برای استفاده از سامانه سوپراهندلینگ (جابجایی ویژه) برای اتوماسیون وجود دارد.

این سیستم مزیت­های فراوانی مانند وجود نداشتن نویز و سایش (تا زمانی که فاصله ثابت باقی می­ماند)، تعلیق بسیار نرم و روان و مصرف انرژی اندک را دارا می­باشد.این سیستم می­تواند یک حرکت نرم را بدون هیچ­گونه هزینه اضافی ایجاد نماید.

گیره­ های بدون تماس

فوق گیره یک گیره آهنربایی با یاتاقان ابررسانا می­باشد. این گیره­ها عمل جابجایی قطعات داخل و خارج یک محفظه و یا اتاق کاملن ایزوله، را انجام می­دهد. گیره­ها –شناوری با استفاده از ابررسانا- ابتدا یک شیشه کوچک را توسط نیرو مغناطیس بلند کرده و به سمت محل تعیین شده در محفظه ایزوله شده حمل می­نماید و پس از رسیدن به مکانی مشخص، آن را رها می­سازد. مزایا استفاده از یاتاقان­های بدون تماس و پایدار ابررسانا در این سیستم به خوبی نشان داده شده است. استفاده از این یاتاقان­ها درها و فرصت­های جدید را برای این صنعت می­گشاید. هنگامی که میدان مغناطیسی در ابررسانا ذخیره شد، آهنربا و ابررسا می­توانند بدون هیچ گونه مشکلی از یکدیگر جدا شوند-به عنوان مثال توسط یک جداره پلکسی گلاس. از ویژگی­های سامانه فوق گیره، استفاده از یک واحد سرد کن الکتریکی برای سرد کردن ابررسا است. این روش باعث به کنار گذاشتن سیستم جانبی ذخیره، انتقال و خنک سازی نیتروژن می­گردد، که باعث می­شود صنابع بتوانند بسیار ساده­تر از این فناوری استفاده نمایند. این سیستم انرژی را به صورت بهینه مصرف می­نماید-در حدود 80 وات.

فوق گیره عمل جابجایی را به صورت کامل در داخل و خارج اتاق ایزوله انجام می­دهد. سامانه جابجایی با استفاده از یاتاقان­های ابررسانا حرکت دو سطح شناور بر روی ریل­های آهنربایی را ایجاد می­ نماید.

گرایش در اتوماسیون:

از پروفسور ورنر هانک، از دانشگاه جولیوس ماکسیمیلیان شهر ورزبرگ، موسسه تحقیقاتی فیزیک و اختر فیزیک، سئوالی در این زمینه پرسیده شد.

 سئوال: شما چه کاربردهایی برای ابررساناها تصور می­کنید؟

پروفسور هانک: تست­ها انجام شده در آزمایشگاه پتانسیل قابل توجه کاهش مصرف انرژی را نشان می­دهد، ابررساناها نه تنها در کابل­های الکتریکی، بلکه در موتورها و ژنراتورها به عنوان ذخیره کنندگان میدان مغناطیسی می­توانند به کار گرفته شوند.

نکته مهم در کاربردهای اتوماسیون، استفاده از فناوری معلق سازی مغناصیسی با بهره گیری از خاصیت شناور سازی ابررساناها بر روی مواد آهنربایی معمولی می­باشد که حرکتی بدون اصطکاک را حاصل می­کنند. این خاصیت باعث ایجاد یاتاقان­های کارا و پایدار می­گردد، که نیازی به ابزار پیچیده برای کنترل و اندازه­ گیری ندارند اما امکان کنترل حرکت نیز وجود دارد. از این فناوری می­توان برای کاربردهایی نظیر اتاق­های فوق تمیز در صنایع بهداشتی، دارویی و یا خوراکی  که در آن­ها نیاز به جابجایی بدون تماس می­باشد، استفاده نمود.[/vc_column_text][/vc_column][/vc_row]