ژنراتور پترن Pattern Generator

وسیله‌ای اساسی برای آزمایش و تست و میزان‌بندی مدارهای صدا و تصویر در تلویزیون.
این وسیله مانند یک ایستگاه نوسانات و امواجی با شکل استاندارد شده را مانند پالس‌های مربع و دندانه اره‌ای برای تست و میزان‌بندی سیستم‌های تلویزیونی تولید می‌کند.
● ژنراتورهای موجی
وقتی در اقیانوس‌ها سفر می‌کنیم یا در کنار ساحل بر پهنه آب‌های بی‌پایان نظاره می‌کنیم، انرژی بی‌انتهای امواج ما را تحت تأثیر قرار خواهد داد. این امواج همیشه به‌عنوان یک مانع برای بشر به حساب می‌آمده‌اند و سال‌ها تعداد قلیلی بر این باور بودند که می‌توان از این امواج به‌عنوان یک منبع انرژی بی‌پایان استفاده کرد. امروزه تبدیل انرژی امواج به انرژی الکتریکی و ذخیره آن در باطری، کاربردهای علمی و عملی پیدا کرده است، بدین معنی که می‌توان اولاً ژنراتور موجی را به‌عنوان قسمتی از یک بویه نورانی که به‌صورت شناور است در نظر گرفت و از آن جهت تأمین انرژی الکتریکی بیکن نورانی و فانوس دریایی مورد بهره‌برداری قرار داد. و ثالثاً از ژنراتور موجی جهت تأمین انرژی دستگاه‌های نصب شده در برج مراقبت استفاده نمود. تأمین انرژی جهت بویه‌های نورانی و برج‌های مراقبت در دریا از جمله کارهای پیچیده و خطرناک می‌باشد. در هر صورت استفاده از ژنراتور موجی این امکان را به ما داده است تا بتوانیم انرژی‌ای پایدار برای مدت زمان نسبتاً طولانی داشته باشیم. در اینجا به شرحی در مورد اولین ژنراتور موجی عرضه شده به وسیله کمپانی Ryokuseisha خواهیم پرداخت.
● مراحل تکاملی ژنراتور موجی
مطالعه بر روی تولید انرژی الکتریکی از انرژی امواج (ژنراتورهای موجی) اولین بار در سال ۱۹۱۰ در فرانسه شروع شد و بعد از آن تحقیقات در این زمینه در کشورهای مختلف جهان آغاز گردید. در هر صورت، ژاپن اولین کشوری بود که توانست با موفقیت انرژی امواج را به انرژی الکتریکی تبدیل کرده و از آن عملاً بهره‌برداری کند. ژنراتوری که مورد استفاده قرار گرفت، از نوعی بود که پرخش توربین آن به‌وسیله فشار هوا صورت می‌گرفت (AIR TURBINE) این دستگاه براساس نظریه آقای Yoshio Masuda و به‌وسیله شرکت Ryokuseisha تکمیل گردید. از ژنراتور موجی نوع (توربین هوا) در سال ۱۹۶۵ جهت تأمین انرژی علائم کمک ناوبری استفاده شد. در مراحل اولیه، ژنراتورهای موجی تولید شده دارای ماکزیمم توان خروجی ۳۰w و توان نرمال ۲۰w بودند بعد از آن به‌خاطر نیازی که به انرژی بیشتر بود (جهت بیکن‌های نورانی و برج‌های مراقبت)، ژنراتورهای موجی با اندازه‌های متوسط تولید گردید که دارای ماکزیمم توان خروجی ۷۰w و توان نرمال ۴۰w بودند. البته بعداً کمپانی سازنده ژاپنی موفق گردید که ژنراتورهای موجی با اندازه بزرگ دارای ماکزیمم توان خروجی ۵۰۰w و توان نرمال ۳۰۰w تولید کند.
● اساس کار ژنراتورهای موجی
ژنراتورهای موجی از نوع (توربین هوا) برحسب مکانیزم دریچه‌های هوای آنها طبقه‌بندی می‌شوند.
۱) نوع چهار دریچه‌ای (۲ دریچه ورودی، ۲ دریچه خروجی)
۴VALVE TYPE = INTAKE AND EXHAUST TYPR
۲) نوع یک دریچه‌ای (یک دریچه ورودی) ۱VALVE TYPE = EXHAUST TYPE
گرچه اساس عمل در هر دو مورد یکسان است ولی دو نوع ژنراتور وجود دارد بر حسب اینکه چطور از امواج دریا استفاده کرد. یک نوع برای استفاده جهت بویه‌های نورانی و دیگری برای بیکن‌های نورانی و برج‌های مراقبت.
طرز کار ژنراتورهای موجی که برای بویه‌های نورانی در نظر گرفته می‌شود، به‌شرح زیر می‌باشد:
در قسمت وسط بویه، لوله‌ای وجود دارد که قسمت پایین آن در داخل آب دریا و قسمت بالای آن به توربین ژنراتور وصل می‌گردد. وقتی که بدنه بویه به علت امواج شروع به حرکت به طرف پایین و بالا می‌کند، سطح آب در داخل لوله بر حسب زمان تناوب موج یک حرکت متناوب را آغاز خواهد کرد. با رسیدن قسمت مرتفع موج، بدنه بویه به‌طرف بالا حرکت خواهد کرد. در این حالت فشار داخل لوله در اثر پایین آمدن آب در داخل آن کم خواهد شد. بنابراین دریچه‌های ورودی باز و هوا به داخل جریان پیدا خواهد کرد و سپس با رسیدن قسمت گودی موج بدنه بویه به طرف پایین می‌رود که باعث بالا رفتن فشار داخل لوله و باز شدن دریچه‌های خروجی جهت هدایت هوا به طرف خارج خواهد شد. تکرار این حالت باعث خواهد شد که توربین ژنراتور به حرکت درآمده و انرژی الکتریکی تولید نماید.
از طرفی، استفاده از ژنراتور موجی جهت چراغ‌های ثابت بدین صورت است که قسمت تحتانی لوله را در داخل آب دریا قرار داده و محفظه هوا (اطاقک هوا) را در قسمت زیر بیکن نورانی یا بر روی موج‌شکن نصب می‌کنند. در اثر برخورد امواج و به‌وجود آمدن نوسانات فشار هوا در داخل لوله تغییر کرده و باعث چرخش توربین ژنراتور و ایجاد انرژی الکتریکی می‌گردد.
تغییرات سطح آب در داخل لوله میانی بویه‌هایی که مجهز به ژنراتور موجی می‌باشند بستگی به دو حرکت نوسانی دارد. یکی از نوسانات عمودی است که در اثر وزن بویه شناور به‌وجود می‌آید و دیگری نوسانات مربوط به آب دریا در داخل لوله میانی.
T۱ زمان تناوب مربوط به نوسانات عمودی از رابطه زیر بدست می‌آید:
فرمول ۱
در این رابطه: s: سطحی از بویه که در داخل آب قرار دارد (W^۲ - (m^۲^ : وزن بدنه (kg) ـ W۱ : وزن متوسط آب داخل لوله (kg) ـ g : شتاب ثقل (m/s^۲) ـ a: وزن یک واحد حجم از آب دریا (kg/m^۳)
همچنین T۲ زمان تناوب مربوط به نوسانات آب دریا در داخل لوله که بستگی به طول لوله دارد از رابطه زیر بدست می‌آید:
فرمول۲
L : طول لوله بر حسب متر
این زما نوسان معادل زمان نوسان آب در داخل یک لوله U شکل به طول L می‌باشد در صورتی که فرض کنیم که قطر یک ظرف لوله U شکل بی‌نهایت است.
براساس محاسبات انجام شده، بیشترین مقدار توان تولید شده به وسیله ژنراتور در زمان‌های T۲ و T۱ می‌باشد.
در صورت استفاده از ژنراتورهای موجی ثابت (با محفظه هوای ثابت) جهت بیکن‌های نورانی و برج‌های مراقبت، در این حالت نیز عیناً همان‌طور که در مورد زمان تناوب مربوط به نوسانات آب دریا در داخل لوله میانی بویه بیان شد، عمل می‌گردد.

منبع : مطالب ارسال شده