فهم متطلبات القوة وضوابط السلامة بالنسبة للمولدات الإشارة

والمولدات اللاسلكية أدوات لا غنى عنها عبر مجموعة واسعة من التخصصات الالكترونية - بدءا من مختبرات البحوث وأرضية اختبار الإنتاج إلى الخدمة الميدانية والمختبرات التعليمية، وهي تنتج إشارات كهربائية خاضعة للرقابة على وجه الدقة تستخدم لحفز الدوائر، وقياس الاستجابة للترددات، ورسم الظروف في العالم الحقيقي، ومعرفة مدى دقة بروتوكولات قياس مؤتمتة مع مولد كهربائي تعسفي، ومواءمة ممارسات الأداء الرقمية المضرة.

احتياجات مولدات الإشارة من الطاقة

ومولدات الإشارات مصممة للعمل من الطاقة الرئيسية المعيارية للشركة، ولكن الكم الكبير والتواتر والطلبات الحالية تختلف بنموذج وتطبيق، فهم هذه البارامترات هو الخطوة الأولى نحو التشغيل الموثوق به.

AC Mains Voltage and Frequency

معظم مولدات الإشارة المزودة بالأجهزة المحمولة يتم تقييمها للفولاذات الرئيسية في جميع أنحاء العالم، وعادة ما يتراوح بين 100 و240 ميغاواط عند 50/60 هرتز.() وتحتوي أدوات حديثة كثيرة على إمدادات من الطاقة الآلية تتكيف تلقائيا مع الفولط، بينما يمكن أن يكون للوحدات الأكبر أو البسيطة مفتاح كهرباء يدوي مباع في أمريكا الشمالية أن تدمر المولدات الكهربائية في 60 هز.

استهلاك السلطة والتوقعات الحالية

ويتفاوت استهلاك الطاقة لمولدات إشارات ثابتة من حوالي ١٥ دبليو بالنسبة لمولد أساسي لوظيفة تزيد على ١٥٠ واط بالنسبة لمولد موجات موجاتية عالية الأداء مع قنوات متعددة وشاشات كبيرة، ويمكن أن يكون معدل الإرسال في البداية ثلاث مرات إلى خمس مرات في الترتيب الثابت للدول، وهو أمر هام عندما يكون الجهاز مزودا بطاقات كهربائية غير قابلة للانفصال أو جهاز تسجيلي محدود.

خيارات القوة للنموذجين المحمولين

وكثيرا ما تقبل مولدات الإشارات المحمولة أو الميدانية الطاقة الخارجية في البلدان النامية، مثل 12 V أو 24 V من بطارية المركبات أو مجموعة البطاريات القابلة للشحن، وقد تحتوي هذه الوحدات أيضا على بطاريات داخلية، وعندما تكون الطاقة من مصدر خارجي في العاصمة، تكفل أن يكون الفولط في نطاق محدد وأن القطبية صحيحة، ويمكن للثورة العكسية أن تدمر الصك فورا، باستخدام مولد متحكم في العاصمة ذي ضوضاء منخفض (مثلا، خاما).

نوعية الطاقة وتأثيرها على شرف الإشارة

وتنتج إمدادات الطاقة الداخلية من مولدات الإشارة السكك الحديدية المنخفضة جداً اللازمة لتصوير دقيق ودائرة رقمية، غير أن التقلبات في المحتوى الكلي، والتكافل، والضوضاء العالية التردد من تحويل إمدادات الطاقة يمكن أن تقترن بمواصفات المولدات، وهذا أمر بالغ الأهمية بالنسبة لتوليد الإشارات المنخفضة المستوى (مثلاً، نواتج المستوى المصغر) وتطبيقات الترددات الترددية

العوامل الرئيسية في اختيار إمدادات الطاقة

وفي حين أن معظم المولدات الكهربائية التي تحمل إشارة تحمل سجلاً كهربائياً قابلاً للفصل، تختار مصدر طاقة مناسب - سواء كان منفذاً رئيسياً أو منفذاً أو منفذاً من طراز UPS أو من بعد من البلدان النامية يزود البلدان النامية بإمدادات - ويحتاج إلى اهتمام بعدة عوامل.

إمكانية المقارنة والإنشاء

وكما لوحظ، فإن أخطاء الفولط هي سبب مشترك للضرر، وبعد تأكيد الفولط الصحيح، التحقق أيضا من أن التردد )٥٠ أو ٦٠ هرتز( يقع ضمن نطاق تسامح الوحدة، وتصنف بعض الإمدادات الآلية ل ٤٧-٦٣ هرتز، وإذا كان المولد متصلا ب ٤٠٠ طائرة من طراز Hz أو لوح السفن، فإنه قد يتجاوز حرارته أو يفشل، أما بالنسبة للمنشآت التي تتطلب تمديدا أطول من ذلك، في حالة هبوطه)١٤(.

القدرة الحالية والإنذار

ويجب أن يقدم مصدر الطاقة ما يكفي من التيار المستمر بالإضافة إلى تيار الضغط المعالج، وبالنسبة للمولد الذي يرسم 2 دولة ثابتة، ينبغي تقدير المصدر بالنسبة لـ 4 ألف على الأقل من أجل الطفرة الطارئة، وينبغي فحص تقديرات الفئران والاستعاضة عنها فقط بالنوع الدقيق والتصنيف المحدد (مثل 250 V، 1 A Timedelay) ويمكن أن يؤدي استخدام أداة أعلى إلى الفشل الكارثي دون السماح باستمرار حدوث ضربة.

استقرار السلطة وتنظيمها

ويمكن أن تسبب النثرات والغطاءات المتقطعة في جهاز تجميع المولدات أو في الجلود، لا سيما أثناء عمليات مسح التردد أو عند استخدام حلقات غير مجهزة تدريجياً. (أ) ]]] مع نظام ضوئي عالي الجودة (مثلاً، 5 في المائة) مفيد لالتكيفات العرض الرخيصة.

استخدام الفريسة والملفات

وحتى مع إمدادات كربون مشبع بالفلور، يمكن أن تخفض درجة الإشارة إلى درجة مشعة وتجرى، ويشمل العديد من المولدات مرشحات مجهزة في مدخل شركة AC، إضافة خنق خصب على حفّة الطاقة بالقرب من الأداة، يمكن أن يوقف الضوضاء الشائعة فوق 30 ميغاهيرتز.() وفيما يتعلق بالبيئات المختبرية، توجد مرشحات لخطوط الكهرباء تجمع بين أجهزة الاستنشاق المشتركة وأجهزة قياس التردد X/YFEMT.

اعتبارات السلامة عند استخدام مولدات الإشارة

ويجب ألا تكون السلامة على الإطلاق بعد التفكير، ويمكن لمولدات الإشارة أن تنتج كميات كبيرة من الطاقة، وترددات عالية، ومستويات غير متوقعة للطاقة تشكل مخاطر التعرض للصدمات والحرق والصدمات، بالإضافة إلى أن الهبوط أو المناولة غير السليم يمكن أن يلحق الضرر بالصك ومعدات أخرى مرتبطة به.

السلامة الكهربائية: التجويف والتعزل

إن أهم تدبير من تدابير السلامة هو أرض أرضية سليمة، فالمولدات الإشارةية هي عادة أجهزة من الدرجة الأولى، بمعنى أن الترسبات يجب أن تكون مرتبطة بالأرض الواقية عن طريق الحبل الثلاثي للطاقة، ولا تستخدم أبداً مكيفاً للرفع الأرضي أو تقطع الصمام الأرضي، كما أن الأرض المفقودة تخلق خطراً إذا ما تحولت الفجوة إلى ذنب داخلي (مثلاً، نتيجة لقصر لجهاز التوليد).

الحماية المفرطة والوقود

وكل المولدات التي تحمل إشارات تتضمن فتيلا في الدائرة المخصصة للخط، وإذا ما انفجرت الفتيلات، فلن تحل محلها إلا بنوعها المتطابق، ولا تصنف بأي حال من الأحوال بفتيل أكبر أو قطعة من السلك، ويشير الفأر إلى مشكلة أساسية )مثلا، المكثف القصير، إمدادات الطاقة التي يجب تشخيصها قبل مواصلة تشغيل الدليل، وبعض الأدوات لها أجهزة انفصال داخلي.

السلامة البيئية

كما أن سلامة المعدات تتوقف على بيئة التشغيل، إذ تولد المولدات الدفترية حرارة، ويجب تشغيلها في مناطق ذات درجات حرارة محيطية في نطاق محدد (من صفر إلى 40 درجة مئوية) وتهوية ملائمة، ولا تحجب المحركات أو فتحات التهوية، ويمكن أن تسبب الرطوبة العالية (أي ما يزيد عن 80 في المائة من عدم ضبط الهواء) في حدوث ارتداد داخل الغبار، مما يؤدي إلى حدوث ارتداد.

الوقاية من الإغراق الكهربائي

وهناك العديد من المولدات التي تستخدم إشارات (لا سيما المولدات الموجية التعسفية والمولدات الاصطناعية) تحتوي على مكونات شبه موصلية حساسة مثل كهرباء الغاز، ومضخات النطاق الواسع، والمنطق القائم على أساس FPGA، ويمكن أن يلحق التصريف الثابت هذه المكونات دون علامات واضحة، ويتبع دائماً ممارسات العمل الآمنة ()

السلامة من أجل المولدات العاملة فوق 1 ميغاهيرتز

ويمكن لمولدات الإشارات في إطار الترددات المتوسطة أن تنتج مستويات من الطاقة الإنتاجية من بضع مواجيز صغيرة تصل إلى عدة واط، وفي حين أن المستويات النموذجية أقل بكثير من مستويات أجهزة الإرسال ذات الترددات المتوسطة، فإن المولدات الكهربائية العالية الطاقة (مثل 10 و أ و أ و أكثر) يمكن أن تسبب حروقاً في إطار الترددات المتوسطة إذا لمس المستخدم موصلاً غير مهيمن للمنتجات، واستخدام الإنهاءات المناسبة التي تتجاوز 100 ميغاهيدروجينيا.

أفضل الممارسات في مجال السلامة التشغيلية

وباستثناء متطلبات السلامة الثابتة، تنطوي التشغيل الآمن لمولدات الإشارة على إجراءات مُنضبطة تحمي المستخدمين والمعدات على السواء.

الطاقة الكهربائية والكهرباء

- أن يُقطع أسلاك الإنتاج قبل أن يُطفأ المولد، وهذا التسلسل يضمن أن أي فولتات عابرة تولد أثناء بدء التشغيل أو إغلاقه لا تصل إلى نظام DUT، وبالنسبة للاختبارات المختلطة، تتبع نظاما منتظما للكهرباء: أولا مولد الإشارة، ثم أدوات أخرى، وأخيرا نظام DUT.

ربط وقطع القنوات

ولا يقصر إنتاج مولد الإشارة أبدا، ولو للحظة، ما لم تكن الوحدة مصممة خصيصا لدوائر قصيرة غير محدودة )يسمح لها بعض مولدات الوظائف( ويمكن أن يسحب المختصر من مضخة الإنتاج التي يمكن تدميرها، ويستخدم الكابلات الساكنة والأجهزة اللفتية الجاهزة الصنعية الجاهزة للكم أو يستخدمها في إعادة التفكيك.

رصد التسخين المفرط

وخلال العملية الممتدة على مستويات الانتاج المرتفعة )مثلا، الحد الأقصى للكميات لساعات(، يمكن أن ترتفع درجة حرارة مرحلة إنتاج المولدات الكهربائية، وتشمل المولدات الحديثة الكثير من الحماية الحرارية التي تغلق الناتج أو تقلل من الكم الهائل إذا تجاوزت درجات الحرارة الحدود الآمنة، غير أنها لا تعتمد فقط على هذا الفحص الدوري الذي يجريه المروح، وأن العادم الهوائي لا يعرقل.

المعايرة والصيانة

ويضمن معايرة منتظمة أن تكون نواتج المولدات في حدود المواصفات، وتواترها، ودقتها في المرحلة، وحتى إذا لم تكن تحتاج إلى معايرة مصدقة، تحقق بصورة دورية من الناتج استنادا إلى إشارة معروفة (مثلاً، منظار أوسكلو مع قياس يمكن تعقبه) وتنظف سجل الطاقة الكهربائية والوصلات مع الكحول الإيزوبروبيلي لإزالة الغبار والزيوت، وتفحص مؤشرات التفكك والثب الضئيل لعلامات.

الأخطاء المشتركة وكيفية تجنبها

وحتى المهندسين ذوي الخبرة يمكن أن يرتكبوا أخطاء في مناولة السلطة والسلامة، وفيما يلي نقاط ضعف متكررة.

استخدام نظام غير منظم أو غير متصل بالطاقة للوحدات المحمولة

ويمكن لمولد الإشارات المحمولة التي تعمل بالطاقة من مخزن من أجهزة طرفية مختبرية تفتقر إلى الحد الحالي أو لديها قدرة عالية على التموج أن تلحق الضرر بالأجهزة الداخلية القائمة على التنظيم، وأن تستخدم دائماً مكيف الصانع المزود بمواصفات متطابقة للإنتاج، وكثيراً ما يكون لدى مكيفي الأطراف الثالثة تصفية سيئة تُحدث ضوضاءً تحول إلى أرض المولدات.

Disy —Chaining extension Cords or Power Strips

ويزيد الربط بين عدة شرائط من الطاقة في سلسلة من المقاومة ويمكن أن يتسبب في انخفاض في حجمها، ولا سيما تحت التيار العالي، ويزيد أيضا من خطر الحريق إذا كان الشريط محملاً أكثر من اللازم، ويستخدم شريطاً واحداً من الطاقة الثقيلة ذات جهاز مدمج للقطع، ويرفع المولد الإشارة مباشرة إلى منفذ جدري إذا أمكن.

إغواء الفرن واستخدام ألعاب تحت الوحدة

وضع المولد على قماش ناعم أو رغوة يمكن أن يحجب التهوية من الأسفل أو الجانبي، ويضع الأداة دائما على سطح صلب ومسطح، وإذا ما تم تركيبها، يضمن تدفق الهواء السليم عبر الرف وأجهزة لملء العجلات لمنع إعادة إحياء الهواء الساخن.

استخدام المبيدات أو المسببة للتلف

ويمكن أن يؤدي حبل كهربائي مقيّد أو موصل مختلط إلى اختصارات متقطعة وإلى مخاطر بالصدمات، ويستعاض عن أي كابل بسلوكات معرّضة فوراً، ويستخدم موصلات شركة BNC أو SMA مصارعة مُعَمَّنة عند التشديد (نحو 0.8 إلى 1.1 نانوغرام من أجل شركة SMA) لتجنب الإضرار بخيوط الربط.

خاتمة

والمولدات الكهربائية ذات العلامات قوية وأجهزة متعددة الأطراف، ولكنها لا يمكن الاعتماد عليها إلا بقدر ما تكون الطاقة التي توفرها لها وممارسات السلامة المطبقة أثناء الاستخدام، وبفهم الاحتياجات المحددة للطاقة - هي الفولط، والتردد، والحال، ونوعية الطاقة - يمكن أن تتجنب حدوث ضرر باهظ التكلفة، وأن تضمن أن تنتج الأجهزة إشارات نظيفة ودقيقة، وعلى نفس القدر من الأهمية، بعد أن توفر مبادئ توجيهية للسلامة الكهربائية والبيئية حماية للمستعملين والمعدات.