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Azobisisobutyronitrile

What Is Azobisisobutyronitrile?

Azobisisobutyronitrile, commonly abbreviated as AIBN and also known as α,α’-azobisisobutyronitrile, is an organic compound widely used as a reagent. In IUPAC nomenclature, it is designated as “2,2′-(diazene-1,2-diyl) bis (2-methyl-propane nitrile),” with the CAS registration number 78-67-1. It is an azo compound with a cyano group, a colorless solid at room temperature, and has a molecular formula of C8H12N4 and a molecular weight of 164.21.

Azobisisobutyronitrile is soluble in organic solvents like ether and alcohols, but nearly insoluble in water.

Uses of Azobisisobutyronitrile

This compound decomposes easily, releasing 2-cyano-2-propyl radical along with nitrogen gas, a property widely utilized as a radical initiator in various radical reactions. It’s used in polymerization reactions for synthesizing vinyl compounds and polystyrene, hydrobromination of alkenes using hydrogen bromide (HBr), and as an intermediate in organic synthesis and a foaming agent in rubber and plastics.

Principle of Azobisisobutyronitrile

The principle of Azobisisobutyronitrile lies in its chemical properties and reactions. It decomposes under heat or light, forming nitrogen gas and 2-cyano-2-propyl radicals, which recombine to produce 2,2,3,3-tetramethylsuccinodinitrile in the absence of other reactants. This decomposition is facilitated by the electron-withdrawing effect of the adjacent cyano group and the energetic favorability of nitrogen gas formation.

The radicals generated are ideal as initiators for various radical reactions, with thermal decomposition typically occurring at 95-104°C. However, caution is needed as it can explode in acetone solutions and must be stored in a cool, dark, and light-shielded place.

Chemical Reaction of Azobisisobutyronitrile

As a radical initiator, AIBN is involved in reactions like the generation of tributyltin radical and the Wohl-Ziegler bromination reaction. In the former, AIBN-derived radicals draw hydrogen from tributyltin to form tin radicals for reduction reactions. In the latter, AIBN is used with N-bromosuccinimide (NBS) to brominate alkenes and aromatic compounds.

Types of Azobisisobutyronitrile

Azobisisobutyronitrile is available in two types: industrial grade for resin synthesis and laboratory reagents. Industrial products are typically used in large volumes in factories, whereas laboratory reagents are available in smaller quantities like 25g, 500g, and 12wt.% acetone solutions. Due to its degradability, it must be stored properly, and care should be taken to handle the internal pressure caused by generated nitrogen gas when opening the bottle.

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Acetylacetone

What Is Acetylacetone?

Acetylacetone, an organic compound with the chemical formula CH3COCH2COCH3, is a 1,3-diketone. It appears as a colorless or pale yellow liquid at room temperature, with a ketone-like odor reminiscent of rotting fruit. It is soluble in water and various organic solvents such as ethanol and diethyl ether.

Uses of Acetylacetone

Acetylacetone serves as an extractant for metal ions, forming complexes with many transition metals due to its bidentate ligand capability. These metal complexes have diverse applications, including precursors for catalysts, reaction reagents, NMR shift reagents, and precursors for hydroformylation catalysts. Additionally, acetylacetone is used as an additive in gasoline and lubricating oil, and in the development of dye-sensitized solar cells to enhance titanium dioxide (IV) performance.

Principle of Acetylacetone

1. Properties of Acetylacetone

  • Molecular Formula: CH3COCH2COCH3
  • Molecular Weight: 100.12
  • Melting Point: -23°C
  • Boiling Point: 141°C
  • Flash Point: 39°C
  • Solubility: Soluble in water (16 g/100 mL)

As a 1,3-diketone, acetylacetone exists in keto-enol equilibrium, with the enol form being a C2v symmetric molecule.

2. Synthesis of Acetylacetone

Acetylacetone is produced industrially via thermal rearrangement of isopropenyl acetate. Laboratory methods include the reaction of acetone with acetic anhydride using boron trifluoride as a catalyst and the condensation of acetone and ethyl acetate with an alkali catalyst.

3. Chemical Reactions of Acetylacetone

Acetylacetone forms various metal complexes such as Mn(acac)3 and VO(acac)2. It also reacts with amines and hydrazine to synthesize amine and heterocyclic compounds. Enzymatically, acetylacetone is degraded into acetic acid and 2-oxopropanal.

Types of Acetylacetone

Commercially available as a chemistry reagent, acetylacetone is offered in volumes like 25mL, 100mL, and 500mL. Metal complexes of acetylacetone are also available in various products for both laboratory and industrial uses.

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hygromètre

Qu’est-ce qu’un hygromètre ?

Un hygromètre est un appareil qui mesure et affiche l’humidité de l’air.

Il existe plusieurs indicateurs d’humidité, mais celui que nous utilisons tous les jours est l’humidité relative (%HR). L’humidité relative est le rapport entre la quantité de vapeur d’eau contenue dans l’air mesuré et la quantité maximale de vapeur d’eau que l’air peut contenir à cette température.

Outre l’humidité relative, il existe d’autres paramètres tels que le rapport de mélange (kg/kg), l’humidité absolue (g/m^3), la pression de la vapeur d’eau (Pa), la température du point de rosée (°C) et la fraction molaire (mol/mol). Les hygromètres peuvent être classés en deux grandes catégories : les hygromètres analogiques et les hygromètres numériques. Les types analogiques comprennent les hygromètres secs et humides, les hygromètres à cheveux et les hygromètres bimétalliques, dont les plus anciens sont utilisés depuis environ 1500. En principe, ils n’utilisent pas d’électricité. Ils sont sujets à des erreurs et nécessitent un entretien et des conditions de mesure.

Les hygromètres électroniques numériques sont des capteurs à base de semi-conducteurs qui sont souvent associés à un capteur de température pour former un ensemble température/hygromètre. Ils sont utilisés dans les applications industrielles en raison de leur petite taille et de la facilité d’enregistrement des données.

Utilisations des hygromètres

Les hygromètres sont utilisés depuis longtemps pour l’observation météorologique publique et d’autres applications. Les hygromètres à cheveux sont utilisés dans les musées et les galeries d’art car ils ne nécessitent pas d’électricité.

Les hygromètres industriels sont utilisés dans les endroits où l’humidité est sensible, comme dans les serres en plastique et dans la culture des champignons dans l’agriculture, ainsi que dans les usines médicales et pharmaceutiques.

Récemment, les thermo-hygromètres sont utilisés pour prévenir les coups de chaleur. Dans certains endroits, ils sont déployés à l’intérieur, là où les gens sont actifs, comme dans les grands gymnases, les salles de classe et les maisons de retraite. Ils sont également installés dans les climatiseurs et les humidificateurs et sont responsables du contrôle automatique de l’équipement.

Principe des hygromètres

Différents principes sont utilisés pour mesurer l’humidité. Tout d’abord, il existe deux grands types de principes, selon qu’ils sont analogiques ou numériques.

1. Les hygromètres analogiques

Les hygromètres analogiques ont souvent une utilisation quotidienne.

Hygromètre sphérique humide et sec
Les hygromètres sphériques humides et secs se composent de deux thermomètres en verre juxtaposés, dont l’un est entouré d’une gaze humide. Sous les thermomètres se trouve un récipient qui stocke de l’eau. La gaze absorbe l’humidité de ce récipient et permet à l’humidité de s’évaporer au niveau du thermomètre enveloppé.

L’évaporation de l’eau entraîne une perte de chaleur de vaporisation, de sorte que la température affichée (température de bulbe humide) du thermomètre entouré de gaze est plus basse. L’humidité est calculée à partir de cette différence de température. Certains produits disposent d’une table de conversion entre les deux thermomètres, ce qui permet de lire l’hygromètre à partir de la différence entre le thermomètre sans gaze (température sèche) et la température humide.

Si les deux thermomètres ont le même chiffre, le tissu mouillé n’est pas sec et il n’y a pas de chaleur de vaporisation, c’est-à-dire que l’humidité est de 100 %.

Hygromètre à cheveux
L’hygromètre à cheveux utilise l’élasticité du fil de nylon et des cheveux humains, qui change avec l’humidité, pour déplacer l’aiguille. L’aiguille est agrandie selon le principe de l’effet de levier et son mouvement est enregistré sur un rouleau de papier.

Comme la mesure est effectuée sans électricité, il n’y a pas de risque d’incendie, c’est pourquoi ces hygromètres sont utilisés dans les musées.

Les hygromètres bimétalliques
Les hygromètres bimétalliques utilisent un ressort métallique comme base, auquel est attaché un produit chimique sec ayant un taux de rétraction différent, qui absorbe facilement l’humidité, et la forme du ressort change en fonction de l’humidité. Utilisé dans les hygromètres muraux à aiguille.

2. Les hygromètres numériques

Les hygromètres numériques sont largement utilisés dans les applications industrielles.

Type à résistance électrique
Le type à résistance électrique utilise un élément d’humidité dont la résistance électrique change en fonction de l’humidité relative. Il est impossible de mesurer à une faible humidité inférieure à 20 % rh en raison d’une erreur importante, et l’élément se détériore à cause des températures élevées.

Type capacitif
Le type de capacité utilise les variations de la capacité électrique stockée dans un condensateur. La quantité d’humidité adsorbée ou libérée par le film polymère du condensateur est proportionnelle à l’humidité relative de l’air. Contrairement au type de résistance électrique, les mesures peuvent être effectuées à partir d’une humidité relative de 0 %.

Hygromètre à point de rosée (optique)
L’air à mesurer est projeté sur un miroir réfrigéré et l’embuage du miroir est détecté par la réflexion de la lumière. La température du point de rosée est la température à laquelle le miroir commence à s’embuer. De plus, l’humidité relative peut être calculée séparément avec la température de l’air. C’est actuellement la méthode la plus précise pour mesurer l’humidité.

Autres informations sur les hygromètres

Remarques sur la mesure de l’humidité

Il est important de noter que les différents types d’hygromètres ont des plages d’erreur différentes. La précision est importante pour la mesure, mais la facilité de mesure est également essentielle. Dans la vie quotidienne, la facilité est plus importante que la précision, tandis que pour une utilisation industrielle, il est nécessaire de choisir une méthode de mesure dont la plage d’erreur permet d’atteindre l’objectif.

Par conséquent, lors du choix d’un hygromètre, veillez à bien vérifier la plage de mesure et la plage d’erreurs possibles.

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Aspartic Acid

What Is Aspartic Acid?

Aspartic acid is one of the 20 natural amino acids that compose proteins. Discovered in asparagus sprouts, it is a nonessential amino acid in humans, meaning it can be synthesized by the body. It exists in both L- and D-forms. However, the L-form is the one incorporated into proteins.

Aspartic acid is an amphoteric ionic compound with an amino group (-NH2) and two carboxy groups (-COOH). Its charge is zero at the isoelectric point (pH 2.77), positive at lower pH levels, and negative at higher pH levels.

Physicochemical Properties of L-Aspartic Acid

  • Name: L-aspartic acid (Japanese name), L-aspartic acid (English name), (2S)-2-aminobutanedioic acid (IUPAC name); 3-letter abbreviation: Asp; 1-letter abbreviation: D
  • Molecular Formula: C4H7NO4
  • Molecular Weight: 133.11
  • Melting Point: 269-271°C
  • Solvent Solubility: Insoluble in water, ethanol, and diethyl ether; soluble in acids and alkalis
  • Taste: Umami, sour

Physiological Role of Aspartic Acid

Aspartic acid, found in nature as a protein constituent, is negatively charged in the physiological pH range due to its isoelectric point. This hydrophilic state makes proteins with high aspartic acid content soluble in water. Metabolically, aspartic acid is converted to oxaloacetic acid, an important intermediate in the TCA cycle for energy production in cells.

Benefits and Uses of Aspartic Acid

  • Umami Ingredient: Aspartic acid, like glutamic acid, binds to umami receptors. It is used as a food additive in seasonings, carbonated beverages, refined sake, and powdered milk.
  • Pharmaceuticals and Cosmetics: As an amphiphilic compound, aspartic acid stabilizes and solubilizes drugs and enhances moisturizing properties in cosmetics.
  • Aspartame Raw Material: Aspartame, a dipeptide derivative of L-phenylalanine methyl ester and L-aspartic acid, is an artificial sweetener 200 times sweeter than sucrose.

Sources of Aspartic Acid

Aspartic acid is abundant in asparagus, sugar beets, potatoes, and beans.

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Hydraulische Presse

Was ist eine hydraulische Pressen?

Hydraulische Pressen

Eine hydraulische Presse ist ein Gerät, das mit Hilfe von Hydraulikdruck dünne Bleche presst und in die Form einer Matrize bringt. Der Hydraulikmotor überträgt Öl auf den Hydraulikzylinder, der die Matrize durch Auf- und Abwärtsbewegung des Kolbens im Hydraulikzylinder presst. Hydraulische Pressen zeichnen sich durch die Geschwindigkeit des Stößels, den Druck zum Zeitpunkt der Betätigung und den langen Hub aus. Andererseits besteht die Gefahr von Sturzunfällen aufgrund von Ölleckagen usw., die bei der Verwendung der Presse berücksichtigt werden muss.

Anwendungen von hydraulischen Pressen

Pressen können je nach Betriebssystem mechanisch oder servomotorisch angetrieben sein.

Hydraulische Pressen haben zwar relativ langsame Produktionsgeschwindigkeiten, können aber ein breites Spektrum an Materialien verarbeiten und ermöglichen eine präzise Steuerung von Pressgeschwindigkeit, Beschleunigung, Kraft und Hublänge. Darüber hinaus können große Verdichtungskapazitäten in relativ kleinem Maßstab erreicht werden. Aufgrund dieser Eigenschaften eignen sie sich für die Produktion von Kleinserien, zum Ziehen und Biegen.

Hydraulische Pressen werden hauptsächlich bei der Verarbeitung von Blechwerkstoffen für Automobile, Haushaltsgeräte und Elektrogeräte eingesetzt. Zu den verfügbaren Pressenarten gehören Schneidpressen, Tiefziehpressen, Spritzgusspressen, Umformpressen, Stanzpressen und Schmiedepressen. Bei der Auswahl einer Presse sollten die Höhe des Drucks, die Länge des Hubs, die Größe der zu verarbeitenden Presse und Sicherheitsaspekte berücksichtigt werden.

Im Folgenden werden Beispiele für den Einsatz von hydraulischen Pressen genannt:

  • Pressen von Karosserien
  • Pressen von Getriebekonturen
  • Pressen von Metallteilen von Lunchboxen und Badewannen

Funktionsweise der hydraulischen Pressen

Hydraulische Pressen nutzen das Pascalsche Prinzip, um große Kräfte mit kleinen Kräften zu erzeugen. Das Pascalsche Prinzip besagt, dass “eine Flüssigkeit in einem geschlossenen Behälter, unabhängig von der Form des Behälters, den an einem Punkt empfangenen Druck pro Flächeneinheit direkt auf alle anderen Teile der Flüssigkeit überträgt”. Im folgenden Diagramm ist beispielsweise F1/A1 = F2/A2, da sich die Drücke auf beiden Seiten ausgleichen, und F2 = F1 x A2/A1. Mit anderen Worten: Je größer das Flächenverhältnis, desto größer die erzeugte Kraft.

Darüber hinaus ermöglicht das Prinzip der Hebelwirkung, dass die Kraft (f) am Kraftpunkt des Hebels als größere Kraft (F1) am Wirkungspunkt übertragen wird. Mit Hilfe dieser beiden Prinzipien lassen sich selbst mit menschlicher Kraft sehr große Kräfte erzeugen.

Es ist wichtig zu beachten, dass je größer das Flächenverhältnis der beiden Seiten ist, desto größer ist die Kraft, die erzeugt werden kann, aber gleichzeitig wird die Länge, die bewegt werden kann (Hub), kleiner. Der Hub wird durch die Menge des herausgedrückten Öls bestimmt, aber je größer das Flächenverhältnis ist, desto weniger Öl kann herausgedrückt werden, und desto kürzer ist der Hub.

Aufbau und Funktionsprinzip von hydraulischen Pressen

Die prinzipielle Erklärung beschreibt kurz die manuelle Methode mit Hilfe eines Hebels, aber hydraulische Pressen, die tatsächlich industriell genutzt werden, müssen eine sehr große Kraft präzise aufbringen, daher verwenden sie eine Hydraulikpumpe, um das Öl herauszudrücken.

Das Funktionsprinzip von hydraulischen Pressen wird im Folgenden erklärt. Eine hydraulische Presse besteht aus einer Hydraulikpumpe, einem Hydraulikzylinder, einem Druckregelventil, einem Stromregelventil, einem Wegeventil, einem Hydrauliktank und einem Pressenteil. Vom Hydrauliktank aus werden die Hydraulikpumpe, das Druckregelventil und der Hydraulikzylinder angeschlossen. Die von der Hydraulikpumpe ausgehende Leitung ist mit dem Druckregelventil, dem Stromregelventil und dem Hydraulikzylinder verbunden.

Während des Betriebs der hydraulischen Presse wird das Öl vom Hydrauliktank durch die Hydraulikpumpe über die Leitungen zum Hydraulikzylinder befördert. Zu diesem Zeitpunkt werden Druck und Durchfluss des Öls über das Druckregelventil und das Durchflussregelventil so eingestellt, dass der gewünschte Druck und die gewünschte Hubgeschwindigkeit erreicht werden. Das Öl drückt dann auf den Hydraulikzylinder, der den Zylinder und damit die Presse betätigt. Nach Ablauf der eingestellten Presszeit wird das verbrauchte Öl vom Hydraulikzylinder in den Hydrauliktank geleitet.

Es ist möglich, die Kompression, das Anhalten und den Rücklauf des Zylinders mit Hilfe eines Wegeventils zu steuern.

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Bipolartransistor

Was ist ein Bipolartransistor?

Bipolare Transistoren

Ein Bipolartransistor ist ein Halbleiterbauelement mit drei Anschlüssen.

Er wird auch als Sperrschichttransistor bezeichnet und besteht aus N- und P-Halbleitern in einer P-N-P- oder N-P-N-Sperrschichtstruktur. Im Gegensatz zu Feldeffekttransistoren (FETs), die unipolare Transistoren sind, in denen entweder Löcher oder freie Elektronen als Ladungsträger fungieren, werden Bipolartransistoren als bipolar bezeichnet, da sowohl Löcher als auch freie Elektronen an ihrem Betrieb beteiligt sind.

Anwendungen von Bipolartransistoren

Die beiden Hauptfunktionen von Bipolartransistoren sind Verstärkung und Schaltung.

In Verstärkerschaltungen, in denen winzige Signale auf einen ausreichend großen Pegel gebracht werden, ist es vorteilhafter, Bipolartransistoren als unipolare Transistoren zu verwenden, insbesondere wenn ein hoher Verstärkungsfaktor erforderlich ist. Bipolartransistoren sind auch für den Betrieb bei hohen Frequenzen besser geeignet.

Bei Stromversorgungsreglern beispielsweise, bei denen Schaltgeräusche mit Hochfrequenzkomponenten unterdrückt werden müssen, gibt es einen deutlichen Unterschied im Rauschunterdrückungsverhältnis und anderen Eigenschaften zwischen Schaltungen mit Bipolartransistoren und solchen mit FETs.

Bipolartransistoren werden nach wie vor in der Kleinserienfertigung und in Hochfrequenz-Verstärkerschaltungen eingesetzt, die sich nur schwer zu ICs verarbeiten lassen, aber da sie stromgesteuert sind, ist ihr Stromverbrauch höher als der von unipolaren Transistoren, die spannungsgesteuert sind. Sie lassen sich nur schwer in Produkten einsetzen, die einen geringen Stromverbrauch erfordern, wie z. B. batteriebetriebene Produkte und tragbare Geräte.

Andererseits werden Schaltkreise verwendet, um den Strom ein- und auszuschalten, aber unipolare Transistoren sind in Bezug auf Schaltgeschwindigkeit und Miniaturisierung überlegen und daher für diese Anwendung weniger geeignet.

Funktionsweise der Bipolartransistoren

Halbleiter lassen sich in P-Typ und N-Typ einteilen: Ein P-Typ-Halbleiter ist mit Löchern gefüllt, die einen Mangel an Elektronen darstellen, während ein N-Typ-Halbleiter mit einem Überschuss an Elektronen und freien Elektronen gefüllt ist.

Transistoren sind eine Kombination aus P- und N-Typ-Halbleitern, aber bipolare Transistoren können entweder aus drei Bereichen (P-Typ, N-Typ und P-Typ) oder aus drei Bereichen (N-Typ, P-Typ und N-Typ) bestehen.

Ersterer wird als PNP-Transistor und letzterer als NPN-Transistor bezeichnet: Die drei Bereiche sind Emitter, Basis und Kollektor, von denen jeder mit einer Elektrode verbunden ist, über die eine Spannung angelegt wird und ein Signalstrom fließt. Die Basis zeichnet sich dadurch aus, dass sie extrem dünn ausgeführt ist.

Die Funktionsweise eines Bipolartransistors wird am Beispiel eines NPN-Transistors erläutert, bei dem ein N-Halbleiter zwischen einem P-Halbleiter liegt.

Wenn der Emitter mit der Referenzspannung (0 V) und der Kollektor mit VCC (z. B. +5 V) verbunden ist, fließt bei Anlegen einer positiven Spannung an die Basis und einem Basisstrom Ib zum Emitter ein Strom Ic von β × Ib vom Kollektor zum Emitter. Dies ist die Funktionsweise der Verstärkung durch einen Transistor, das auf der Stromverstärkung in Bipolartransistoren beruht. β wird als Stromverstärkungsfaktor bezeichnet und liegt in der Regel bei 100~200. Bei Transistoren vom PNP-Typ ist die Richtung der angelegten Spannung und des Stroms entgegengesetzt, aber die Funktionsweise der Verstärkung ist das gleiche.

Im Schaltbetrieb ermöglicht ein großer Basisstrom Ib einen ausreichenden Stromfluss zur an den Kollektor angeschlossenen Last. Wenn der Basisstrom auf 0 A eingestellt ist, fließt kein Strom zur Last. Durch das Fließen/Nichtfließen des Basisstroms Ib kann der zur Last fließende Strom ein-/ausgeschaltet werden, wodurch ein Schaltvorgang realisiert wird.

Weitere Informationen über Bipolartransistoren

Je nachdem aus welchem Land die Bipolartransistoren bezogen werden, sind die Typenbezeichnungen unterschiedlich.

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Wippschalter

Was ist ein Wippschalter?

Wippschalter

Ein Wippschalter ist eine Art manuelles Schaltgerät. Wippschalter ermöglichen das Ein- und Ausschalten von Stromkreisen durch eine wippende Bewegung der Tasten.

Wippschalter sind auch im Haushalt zu finden. Sie sind z. B. Lichtschalter oder Einschaltknöpfe an Geräten mit einer “0” und einem “-” an jedem Ende. Aufgrund ihres einfachen Aufbaus werden Wippschalter in einer Vielzahl von Geräten und Anlagen eingesetzt.

Wippschalter zeichnen sich dadurch aus, dass sie bei der Betätigung ein hörbares “Klicken” von sich geben und dass sie eindeutig ein- und ausschaltbar sind, was die Gefahr einer Fehlbedienung verringert.

Anwendungen von Wippschaltern

Wippschalter werden häufig als manuell betätigte Schalter eingesetzt. Die meisten Schalter, die wir im täglichen Leben sehen und bedienen, sind Wippschalter.

Konkrete Beispiele für den Einsatz von Wippschaltern sind: Schalter für die Beleuchtung in Wohnungen und Büros, Netzschalter für Bürogeräte wie Multifunktionsgeräte und Drucker sowie Netzschalter für Labor- und Messgeräte. Wippschalter werden aufgrund ihres einfachen Aufbaus und ihrer intuitiven Ein/Aus-Bedienung als Betriebsschalter für alle Arten von Produkten verwendet.

Es gibt jedoch viele verschiedene Arten von Wippschaltern. Jeder Wippschalter hat unterschiedliche Eigenschaften, wie z. B. Betriebsspannung, Haltbarkeit und Wasserbeständigkeit. Aus diesem Grund ist es notwendig, den geeigneten Wippschalter für die jeweilige Anwendung und Betriebsumgebung auszuwählen.

Prinzip von Wippschaltern

Der Aufbau eines Wippschalters ist einfach. Die Hauptbestandteile eines Wippschalters sind der “wippende Betätigungsknopf”, der “Dichtungsgummi”, die “Feder”, der “feste Kontakt”, der “bewegliche Kontakt” und die beiden Anschlussklemmen.

Der Betätigungsknopf des Wippschalters ist mit der innenliegenden Feder verbunden. Außerdem befindet sich zwischen dem Betätigungsknopf und der Feder des Wippschalters ein Dichtungsgummi. Dieses Dichtungsgummi hat die Aufgabe, die Kontaktstellen vor Wasser, Staub und anderen Substanzen zu schützen, die die Funktion beeinträchtigen könnten.

Die Feder eines Wippschalters ist gebogen. Die Feder ist mit dem Betätigungsknopf und den beweglichen Kontakten verbunden. Im eingeschalteten Zustand drückt die bewegliche Kontaktseite der gebogenen Feder gegen den festen Kontakt, und es fließt Strom, wenn die Kontakte miteinander in Kontakt kommen.

Wird der Wippschalter ausgeschaltet, zieht die Bügelfeder den beweglichen Kontakt vom festen Kontakt weg und unterbricht den Stromfluss. Der Vorteil besteht darin, dass die beweglichen Kontakte durch das Auseinanderziehen nicht miteinander verschweißen können.

Für Drucktastenschalter, wie z. B. Wippschalter, werden die Begriffe “tastend” und “alternierend” verwendet. Sie haben unterschiedliche Bedeutungen in Bezug auf die Art und Weise, wie sich der Schalter bei Betätigung bewegt.

1. Momentane Wippschalter

Momentary” bedeutet auf Englisch “augenblicklich”. Momentane Wippschalter schalten den Stromkreis nur so lange, wie sie gedrückt werden, und die Kontakte kehren in ihre ursprüngliche Position zurück, wenn die Hand losgelassen wird. Zum Beispiel ist der Knopf, der das heiße Wasser in einem Wasserkocher einschaltet, ein Momentanschalter.

Wippschalter funktionieren nur so lange, wie die Taste gedrückt wird, und die Funktion kehrt auch wieder zurück, wenn die Taste aus der Hand genommen wird. Solche Wippschalter werden als “Momentan”- oder “Auto-Return”-Typ bezeichnet.

2. Alternierende Wippschalter

Alternate bedeutet im Englischen abwechselnd. Wippschalter schalten den Stromkreis, wenn der Schalter gedrückt wird, und die Kontakte werden gehalten, bis der Schalter erneut gedrückt wird. Zum Beispiel ist ein Schalter, der das Licht in einem Raum einschaltet, ein Wechselschalter.

Wippschalter schalten bei jeder Betätigung des Schalters zwischen EIN und AUS um. Solche Wippschalter werden als “Wechselschalter” oder “selbsthaltende Schalter” bezeichnet.

Weitere Informationen zu Wippschaltern

Anzahl der Klemmen und Anschlüsse bei Wippschaltern

Obwohl Wippschalter einfach aufgebaut sind, muss man bei ihrer Auswahl vorsichtig sein. Bei der Auswahl eines Wippschalters müssen Sie die unterstützte Stromstärke und Spannung, den Widerstandswert des Schalters selbst, seine Größe und seine Beständigkeit in Bezug auf Temperatur und Betriebsumgebung berücksichtigen. Besonders wichtig sind die Anzahl der Klemmen des Wippschalters und die Art des Anschlusses.

Der Anschluss von Wippschaltern ist einfach, wenn sie nur ein- und ausgeschaltet werden. Verfügt der Schalter über zwei Klemmen, schließen Sie eine an die Stromversorgung und die andere an das Gerät an. Verfügt der Wippschalter über drei Klemmen, schließen Sie eine an die Stromversorgung und eine der beiden anderen an das Gerät an. Es ist üblich, den Stromkreis vor dem Anschluss mit einem Prüfgerät auf Durchgang zu prüfen und die Klemme für die Stromversorgung und die Klemme auf der Kontaktseite zu identifizieren.

Manche Wippschalter haben mehr als vier Klemmen. Dies ist dann der Fall, wenn in den Wippschalter eine Glühbirne zur Beleuchtung eingebaut ist. Die Aufteilung der Klemmen umfasst den Stromkreis, der das Gerät mit Strom versorgt, und die Masse für die Glühbirne.

Ein Wippschalter mit vier Klemmen wird so angeschlossen, dass bei Wippschaltern mit eingebauter Beleuchtung die Stromversorgung an zwei Klemmen angeschlossen wird, eine Klemme an das Gerät und dann die Erdungsleitung der Stromversorgung für die Beleuchtung im Wippschalter angeschlossen wird. Natürlich ist zu beachten, dass die interne Schaltung je nach verwendetem Wippschalter unterschiedlich ist.

Prüfen Sie entweder die elektrische Schaltung in der mit dem Wippschalter gelieferten Bedienungsanleitung oder verwenden Sie einen Schaltungsprüfer, um den Durchgang der internen Schaltung zu prüfen, bevor Sie die Verdrahtungsanschlüsse vornehmen.

Wenn die Verdrahtungsanschlüsse blindlings vorgenommen werden, funktioniert der Schalter möglicherweise nicht wie erwartet und kann im schlimmsten Fall den Wippschalter oder das Gerät beschädigen.

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Schneidemaschinen

Was ist eine Schneidemaschinen?

Schneidemaschinen

Schneidemaschinen sind Geräte zum Schneiden von Metall, Holz und anderen Materialien mit Hilfe von Schleifscheiben, Gas, Laser oder Plasma.

Es gibt Produkte, die Objekte durch die Rotation einer Schleifscheibe mit hoher Geschwindigkeit schneiden, und es gibt auch Typen, die das Schneidobjekt auf einer Basis befestigen und in einer festen Position schneiden, sowie handgeführte Produkte, die mit der Hand getragen werden können.

Beim Schneiden von Metall und anderen Materialien kommt es häufig zu Funkenflug, so dass Sicherheitsvorkehrungen wie das Tragen von Schutzbrillen und Schutzkleidung erforderlich sind. Schneidemaschinen können auch schnell und präzise schneiden und werden daher in vielen Bereichen eingesetzt, z. B. in der Fertigung, auf Baustellen und von Heimwerkern. Da sie jedoch ein hohes Maß an Geschick und Wissen erfordern, sollten sie von Fachleuten bedient werden.

Für Situationen, in denen ein präziseres Schneiden erforderlich ist, wurden Schneidemaschinen mit Laser- und Plasmatechnik entwickelt, die zur Herstellung hochwertiger Produkte und Konstruktionsgegenstände verwendet werden, da die Schnittfläche glatter und sauberer ist als bei der Verwendung von Schleifscheiben.

Schneidemaschinen sind für das Schneiden von Materialien unverzichtbar und erfordern ein gründliches Verständnis für ihre Verwendung und sichere Handhabung.

Verwendungszwecke von Schneidemaschinen

Schneidemaschinen werden zum Schneiden von Stahl, rostfreiem Stahl, Aluminium und anderen Stahlwerkstoffen, Holz und Kunststoffen eingesetzt. Bei der Auswahl einer Schneidemaschine ist darauf zu achten, ob sie für das zu schneidende Material geeignet ist, wie viel Strom sie verbraucht und ob sie tragbar ist.

Es gibt verschiedene Vorrichtungen, z. B. einen Mechanismus zum Auffangen des beim Schneiden aufgewirbelten Staubs oder eine Leuchte, die die Schnittlinie beleuchtet, so dass diese leicht zu erkennen ist, usw. Die Auswahl des richtigen Produkts für die jeweilige Anwendung kann die Arbeitseffizienz verbessern.

Die gängigste Art von Schneidemaschinen ist eine, die das Objekt durch die Rotation einer Schleifscheibe mit hoher Geschwindigkeit schneidet. Es gibt auch handgeführte Schneidemaschinen, die auf vielfältige Weise eingesetzt werden können, z. B. solche, die das zu schneidende Objekt auf einer Unterlage befestigen und in einer festen Position schneiden, und handgeführte Produkte, die mit der Hand getragen werden können.

Prinzip der Schneidemaschinen

Die am häufigsten verwendeten rotierenden Hochgeschwindigkeits-Schneidemaschinen schneiden, indem sie eine Schleifscheibe mit hoher Geschwindigkeit drehen und mit dem zu schneidenden Objekt in Kontakt bringen.

Die Schleifscheibe erzeugt durch Reibung eine Schnittkraft, die zum Trennen des Objekts verwendet wird. Brennschneidmaschinen hingegen nutzen das Prinzip einer Brenngasflamme, um das Objekt zu erhitzen und durch eine thermische Reaktion eine Oxidationsreaktion auszulösen, um das Objekt zu schneiden.

Laserschneidemaschinen schneiden ebenfalls durch Bestrahlung des Objekts mit einem Laserstrahl, der das Objekt schmilzt.

Durch die Wahl des geeigneten Prinzips und dessen Einsatz entsprechend den Eigenschaften des Objekts kann ein effizienteres und genaueres Schneiden erreicht werden. Da jedoch bei jeder dieser Anwendungen Funkenflug oder andere Phänomene auftreten können, ist bei der Handhabung äußerste Vorsicht geboten, z. B. durch das Tragen von Schutzbrillen oder Schutzkleidung.

Arten von Schneidemaschinen

Es gibt drei Arten von Schneidemaschinen: Hochgeschwindigkeits-Rotationsschneidemaschinen, die eine Schleifscheibe mit hoher Geschwindigkeit rotieren lassen, Brennschneidemaschinen und Laserschneidemaschinen. Da jede Schneidemaschine ein anderes Schneidverfahren verwendet, muss die Schneidemaschine entsprechend dem Verwendungszweck ausgewählt werden. Ein effizienter und sicherer Betrieb ist nur dann gewährleistet, wenn die Maschine gemäß den korrekten Anweisungen verwendet wird.

1. Hochgeschwindigkeits-Rotationsschneidemaschinen

Hochgeschwindigkeits-Schneidemaschinen bestehen aus einer kreisförmigen Schleifscheibe mit einem Durchmesser von etwa 300 mm oder mehr, einem Motor und einem Schraubstock. Der Schraubstock spannt das zu trennende Holz, Metall oder Rohr ein und die mit hoher Drehzahl rotierende Schleifscheibe trennt es. Sie zeichnet sich durch ihre Fähigkeit aus, beim manuellen Trennen mit hoher Präzision zu schneiden.

2. Gasbrennschneidmaschinen

Brennschneidmaschinen sind Schneidmaschinen, die eine chemische Reaktion zwischen Stahl und Sauerstoff nutzen, um Stahl zu schneiden. Als Gas wird hauptsächlich Acetylen verwendet. Das zu schneidende Grundmaterial wird im Voraus erhitzt und mit Sauerstoff und Acetylen besprüht, wodurch das Grundmaterial schmilzt und geschnitten wird. Die wichtigsten Merkmale dieser Art von Schneidemaschine sind, dass sie wenig Ausrüstung benötigt und keinen Strom verbraucht, aber ihre Nachteile sind die Schneidgeschwindigkeit und die Notwendigkeit, das Grundmaterial zu erhitzen.

3. Laser-Schneidemaschine

Bei Laserschneidemaschinen wird ein durch eine Linse oder auf andere Weise fokussierter Laserstrahl auf das zu schneidende Grundmaterial gerichtet und der Bereich mit einem Reaktionsgas (z. B. Sauerstoff) besprüht, wodurch das Grundmaterial schmilzt und geschnitten wird. Der Bereich, in dem das Grundmaterial erhitzt wird, kann sehr klein gemacht werden, so dass er mit hoher Präzision geschnitten werden kann.

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paratonnerre

Qu’est-ce qu’un paratonnerre ?

Les paratonnerres sont des structures qui protègent les équipements électriques et les personnes contre la foudre.

Ils sont constitués de métal en forme d’aiguille et sont installés verticalement sur le sol. Dans le secteur des réseaux électriques, ils sont principalement installés dans les sous-stations extérieures, etc.

Il existe également des parafoudres en tant qu’équipement de protection mais ils ne sont pas synonymes de paratonnerre. Les paratonnerres empêchent la foudre de frapper les personnes et les bâtiments, tandis que les parafoudres protègent les équipements électriques situés à proximité du point d’impact de la foudre contre tout dysfonctionnement.

Utilisations des paratonnerres

Les paratonnerres sont installés pour prévenir les dommages causés aux équipements électriques et aux personnes par la foudre. Les bâtiments dans lesquels ils sont installés sont les suivants :

  • Immeubles de grande hauteur et autres structures.
  • Zones résidentielles de faible hauteur et zones avec des bâtiments.
  • Zones de stockage dangereuses et réservoirs de stockage dangereux.

Ils sont principalement installés sur les toits des bâtiments. Ils sont également souvent installés sur les réservoirs de stockage de matières dangereuses afin de prévenir les fuites et les incendies causés par la foudre. Les paratonnerres sont reliés au poteau de mise à la terre par des conducteurs capables de supporter des courants élevés et sont installés de manière à ce que les coups de foudre soient déviés sous terre.

Principe des paratonnerres

Les paratonnerres sont fabriqués en acier inoxydable ou en titane. En effet, ils sont très conducteurs et peuvent résister à la corrosion causée par les vents violents et la pluie.

Les nuages d’orage ont des charges positives et négatives, les charges positives étant réparties au sommet du nuage et les charges négatives à la base. Le principe est le suivant : si une charge positive est distribuée à l’extrémité du paratonnerre, la charge négative au bas du nuage d’orage et la charge positive du paratonnerre sont attirées et les coups de foudre sont guidés vers le paratonnerre.

Comme les charges positives sont stockées dans les objets situés directement sous le nuage d’orage, des charges positives sont inévitablement stockées à l’extrémité du paratonnerre. Il n’est donc pas nécessaire de prendre des mesures artificielles pour stocker des charges positives sur les paratonnerres.

De plus, le paratonnerre doit être solidement relié à la terre car la charge induite par le paratonnerre doit être évacuée en toute sécurité vers le sol.

Autres informations sur les paratonnerres

1. Paratonnerres et paratonnerres PDCE

Les paratonnerres sont généralement installés sur les toits des bâtiments. Au Japon, la foudre est concentrée en juillet-août. Cela s’explique par le fait que les cumulonimbus chargés ont tendance à se développer en été en raison des courants d’air ascendants.

En général, les paratonnerres sont installés sur les grands bâtiments mais, s’il n’y a pas de grands bâtiments dans les environs, les paratonnerres peuvent être installés sur des maisons individuelles. D’autre part, les paratonnerres sont installés dans le but de guider les coups de foudre, ce qui réduit les dégâts mais ne peut pas les éliminer complètement.

Depuis quelques années, il existe donc des paratonnerres de protection et d’extinction de la foudre (PDCE) qui ont pour but d’éviter les coups de foudre. Pour ce faire, l’on utilise la différence de charge électrique entre le pôle négatif du nuage d’orage et le pôle positif du sol. En orientant le sommet du paratonnerre vers le pôle négatif, la foudre qui passerait normalement à travers le paratonnerre évite celui-ci et tombe plus facilement sur le sol.

2. Normes d’installation des paratonnerres

Au Japon, la loi sur les normes de construction exige l’installation d’un équipement de protection contre la foudre sur les bâtiments de plus de 20 mètres de haut et sur les structures telles que les cheminées, les tours publicitaires et les tours de vol de plus de 20 mètres de haut. Toutefois, cette loi ne s’applique pas aux bâtiments si les conditions environnantes ne présentent pas de risque pour la sécurité.

La loi sur les services publics d’électricité prévoit des inspections périodiques et des règles de sécurité pour la production d’énergie photovoltaïque et les générateurs, y compris les paratonnerres. Il est notamment stipulé que la résistance de mise à la terre installée dans l’équipement de protection contre la foudre doit être inférieure ou égale à 10 Ω.

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Drehimpulsgeber

Was ist ein Drehimpulsgeber?

Drehimpulsgeber

Ein Drehimpulsgeber ist ein Gerät zur Messung der Bewegung oder des Drehwinkels, die durch die Drehung eines Messobjekts verursacht werden.

Im Allgemeinen werden sie an der Welle eines Motors oder eines Untersetzungsgetriebes angebracht. Sie können auch an Servomotoren und Schrittmotoren angebracht werden. Diese Geräte werden hauptsächlich für rotierende Geräte verwendet, die eine präzise Steuerung erfordern.

Verwendungszwecke von Drehimpulsgebern

Drehimpulsgeber werden in einer Vielzahl von Produkten eingesetzt, die von Motoren angetrieben werden. Nachfolgend einige Beispiele für die Anwendung von Drehimpulsgebern.

  • Feedback-Steuerung von Industrierobotern
  • Steuerung von Tischgeräten in der Halbleiterfertigung
  • Positionssteuerung von Aufzügen
  • Geschwindigkeits- und Positionsregelung von selbstfahrenden Kränen

Drehimpulsgeber werden zur Lageregelung und Drehzahlregelung eingesetzt. Für eine einfache Drehzahlregelung reicht ein Umrichter aus. Drehgeber eignen sich für eine präzise Drehzahlregelung und für die Steuerung von Motoren in der Mitte der Drehbewegung.

Prinzip von Drehimpulsgebern

Typische Drehimpulsgeber nutzen Licht zur Messung. Er besteht aus Komponenten wie einer Leuchtdiode, einer Spaltscheibe und einem Fototransistor.

1. Lichtemittierende Diode

Die Leuchtdiode wird mit Strom versorgt und sendet ständig Licht aus. Das Licht wird durch eine Linse gebündelt und dann auf die Spaltscheibe gelenkt.

2. Spaltscheiben

Die Spaltscheibe ist eine rotierende Scheibe mit gleichmäßig verteilten Löchern und ist an der Drehachse des Encoders befestigt.

3. Fototransistor

Am Ende des Lichts, das durch die Löcher fällt, ist ein Fototransistor installiert, der eine Impulswelle aussendet, wenn das Licht empfangen wird. Die Drehgeschwindigkeit wird durch Messung dieser Pulswelle gemessen. Neben dem Licht gibt es auch Produkte, die die Änderung der Magnetkraft oder der elektrostatischen Kapazität zur Messung nutzen.

Arten von Drehimpulsgebern

Optische Drehimpulsgeber werden in zwei Arten von Messungen unterteilt: inkrementale und absolute. Erstere messen den relativen Wert der Drehposition, während letztere den absoluten Wert der Drehposition messen.

1. Inkrementaler Typ

Der inkrementale Drehimpulsgeber ähnelt dem oben beschriebenen Prinzip, bei dem Licht, das durch einen Spalt in einer rotierenden Scheibe fällt, in ein Impulssignal umgewandelt und übertragen wird. Zwei Arten von Signalen werden verwendet, um das durch den Spalt fallende Licht zu erfassen.

Sie werden gemeinhin als A-Phase und B-Phase bezeichnet. Es gibt auch Drehgeber mit einem Z-Phasen-Signal zur Erkennung der Ausgangsposition. Diese Methode hat die Eigenschaft, dass bei einer Störung der Wellenformerfassung die Zählungen nicht erfasst werden und ein Fehler auftritt.

Der Nachteil dieser Methode ist, dass die absolute Position nicht bestimmt werden kann. Es ist jedoch möglich, die Drehrichtung aufgrund des eingebauten 2-Phasen-Signals zu bestimmen.

2. Absoluter Typ

Absolute Drehimpulsgeber haben eine Rille auf der Drehscheibe zur Ermittlung der Positionsinformation. Wenn Licht durch diese Rille fällt, wird es vom Lichtempfangselement erfasst und die absolute Position kann gemessen werden. Da die absolute Position erfasst wird, kann die Drehrichtung entsprechend der Reihenfolge der Rillen erkannt werden.

Beim absoluten System wird in der Regel ein Gray-Code für die Codierung jeder Position verwendet. Graue Codes, auch alternierende Binärcodes genannt, sind eine Kodierungsmethode, bei der sich benachbarte Bits nur um ein Bit ändern. Die Verwendung von Gray-Codes reduziert die Anzahl der falsch-positiven Positionsangaben und ist daher sehr resistent gegen Rauschen und Fehler, was zu einer hohen Genauigkeit führt.

Wie wählt man einen Drehimpulsgeber aus?

Bei der Auswahl eines Drehimpulsgebers müssen das Messverfahren, die Auflösung und die Belastbarkeit berücksichtigt werden.

1. Magnetische und optische Typen

Es gibt magnetische und optische Typen. Der magnetische Typ ist sehr witterungsbeständig, während sich der optische Typ durch eine hohe Messgenauigkeit auszeichnet. Bei den optischen Typen hat der absolute Typ eine höhere Messgenauigkeit und kann absolute Positionen erfassen.

2. Auflösung

Die Auflösung ist die minimale Phase, die gemessen werden kann. Je höher die Auflösung, desto höher ist die Messgenauigkeit, aber sie ist auch teurer und das Signal kann komplexer und unempfindlicher gegen Rauschen sein. Wählen Sie so viel Auflösung, wie zur Steuerung der Maschine, an der der Drehimpulsgeber angebracht ist, erforderlich ist.

3. Belastbarkeit

Die Belastbarkeit ist das Gewicht, das auf die Drehwelle aufgebracht werden kann. Wird eine Last aufgebracht, die größer als die zulässige Last ist, werden die Drehimpulsgeberwelle und die Lager beschädigt. Wählen Sie daher ein Produkt mit einer zulässigen Last, die höher ist als die maximal anzunehmende Last.