در اين طرح، نحوه طراحي و ساخت نمونه اي جديد از ميكروپمپ ديافراگمي كه در آن از تحريك ناشي از برهم كنش دو سيستم ميدان مغناطيسي هم‌راستا استفاده ميگردد، ارائه شده است. يك سيستم ميدان مغناطيسي به طور متناوب تغيير جهت داده و با سيستم ميدان مغناطيسي ديگر كه ثابت است برهم‌كنش دارد. نيروي ناشي از برهم‌كنش ميان دو ميدان مغناطيسي موجب حركت ديافراگم متصل به سيستم دوم (ميدان مغناطيسي ثابت) مي‌شود. محرك الكترومغناطيسي بكار گرفته شده (ميدان مغناطيسي خارجي)، يك سيم‌پيچ حامل جريان الكتريكي است كه جهت جريان در آن به طور متناوب عوض مي‌شود. محرك مغناطيسي بكار گرفته شده (ميدان مغناطيسي متصل به ديافراگم)، يك آهنرباي دائمي است كه ميدان مغناطيسي ثابتي ايجاد ميكند. سيم‌پيچ الكتريكي در مقابل آهن‌رباي دائمي و ديافراگم قرار گرفته است و توسط درايور ميكروپمپ، با جريان پله تحريك ميشود. تحريك پله‌اي سيم پيچ در حضور ميدان مغناطيسي ثابت، باعث ايجاد حركت رفت و برگشتي ديافراگم ميشود. ديافراگم انعطاف پذير بر روي محفظه ميكروپمپ قرار گرفته است و سيال عامل درون محفظه را تحريك مي‌نمايد. از دو شير انفعالي با دو طرح مختلف در ورودي و خروجي ميكروپمپ استفاده شده است تا تحريك سيال در اثر جابجايي ديافراگم منجر به ايجاد فشار و دبي خالص در خروجي ميكروپمپ گردد. نتيجه اين تحقيق، طراحي، ساخت، سرهم بندي و تست تجربي ميكروپمپ ديافراگمي الكترومغناطيسي است كه قابليت استفاده براي پمپ نمودن سيال هاي مايع و يا گاز را داراست. در اين گونه جديد از ميكروپمپ، بسياري از معايب ساير ميكروپمپهاي موجود مانند حساسيت به پي‌اچ سيال، تحريك حرارتي سيال، اختلاف فشار و دبي پايين و نياز به ولتاژ تحريك بالا، از بين رفته است. براي سيال عامل آب، براي يك نمونه از اين ميكروپمپ با جريان تحريك 5 آمپر، در فركانس 10 هرتز حداكثر هد و دبي به ترتيب برابر 296 پاسكال و 1216 ميكروليتر در دقيقه بدست آمده است.

در اين گزارش به تشريح نحوه طراحي و ساخت سيستمي كه از الگوي نوساني جريان اسلاگ-پلاگ سيال در يك لوله‌ي حرارتي نوساني حلقه باز براي تغذيه يك مولد انرژي ارتعاشي الكترومغناطيس استفاده مي‌كند پرداخته شده است. عملكرد سيستم به گونه‌اي است كه جريان سيال داخل لوله حرارتي باعث ايجاد حركت رفت و برگشتي يك آهنرباي دائمي، كه به سيال مغناطيسي آغشته شده، درون يك سيم‌پيچ مي‌شود و اين امر موجب القاي نيروي محركه‌ي الكتريكي در سيم‌پيچ مي‌شود. رژيم جريان سيال در لوله‌ي حرارتي نوساني به روش عددي تفاضل محدود مدل‌سازي و خروجي آن در شبيه‌سازي ميدان مغناطيسي و محاسبه توان و ولتاژ القايي، بكار گرفته شده است. با مقايسه‌ي نتايج حاصل از تحليل تئوري و داده هاي حاصل از آزمايش، عملكرد سيستم مورد مطالعه و بررسي قرار گرفته است. نتايج آزمايش بهترين شرايط كاري را براي مولد از نقطه نظر نسبت حجمي سيال عامل و اختلاف دماي منابع گرم و سرد، بدست داده است. نتيجه اين تحقيق، طراحي، ساخت، سرهم بندي و تست تجربي مولد توان الكتريكي از نوسانات سيال در لوله حرارتي نوساني است كه قابليت استفاده در تمام وسايلي كه حرارت اتلافي توليد مي‌كنند را داراست. نمونه دستگاه ساخته شده كه در اختلاف دماهاي پايين بين منابع گرم و سرد عمل مي‌كند قادر است ولتاژي در حدود 100 ميلي ولت و تواني در حدود 100 ميكرو وات را توليد نمايد.

در اين طرح، نحوه طراحي و ساخت نمونه اي ميني‌پمپ پيستوني كه در آن از تحريك سيال مغناطيسي (فروفلوئيد) توسط ميدان مغناطيسي خارجي استفاده ميگردد، ارائه شده است. يك توده سيال مغناطيسي به عنوان پيستون محرك جريان عمل مينمايد و با استفاده از تحريك ميدان مغناطيسي خارجي، حركتي رفت و برگشتي در كانالي با ابعاد ميلي‌متر خواهد داشت كه موجبات پمپ كردن سيال اصلي را فراهم ميكند. وجود دو المان نازل - ديفيوزر در ورودي و خروجي ميني‌پمپ منجر به ايجاد اختلاف فشار و دبي خالص ميشود. همچنين وجود يك شير يك‌طرفه مغناطيسي با طراحي خاص، از بازگشت جريان در خروجي ميني‌پمپ جلوگيري مي‌نمايد. محرك‌هاي مغناطيسي بكار گرفته شده، آهن‌رباهاي دائمي هستند كه حركت آن‌ها از طريق دو استپ موتور تأمين ميشود. نتيجه اين تحقيق، طراحي، ساخت، سرهم بندي و تست تجربي ميني‌پمپ مغناطيسي نازل- ديفيوزري با شير فعال كمكي است كه قابليت استفاده براي پمپ نمودن سيالهاي مايع و يا گاز را دارا است. براي سيال عامل آب، براي نمونه‌اي از اين ميني‌پمپ در فركانس 1 هرتز حداكثر هد و دبي به ترتيب برابر 197 پاسكال و 189 ميكروليتر در دقيقه بدست آمده است.

ميني‌پمپي كه در آن از تحريك سيال مغناطيسي (فروفلوئيد) توسط ميدان مغناطيسي خارجي استفاده مي‌گردد، ارائه شده است. كانال پمپ شامل يك محفظه‌ي پمپاژ استوانه‌اي، يك شير يك‌طرفه، يك ورودي و يك خروجي است. يك آهنرباي دائمي استوانه‌اي درون محفظه، تحت اثر يك آهنرباي خارجي تحريك مي‌شود. آهنرباي خارجي به صورت خارج از مركز روي محور يك موتور متصل است. با گردش موتور الكتريكي، نيروي مغناطيسي خارجي موجب گردش آهنرباي دائمي درون محفظه پمپاژ مي‌شود. فاصله ميان پيستون مغناطيسي و ديواره‌هاي محفظه توسط سيال مغناطيسي پوشيده شده است. سيال مغناطيسي همچنين به عنوان يك تيغه جداكننده ميان ورودي و خروجي جريان قرار گرفته است و از گردش جريان داخل محفظه جلوگيري مي‌نمايد تا سيال كاري مستقيماً از ورودي به سمت خروجي منتقل گردد. طراحي حاضر، نياز به حضور شير در ورودي پمپ را مرتفع مي‌سازد و هد فشاري توسط يك شير در خروجي برقرار مي‌گردد.

زمينه فني اين اختراع فناوري اطلاعات و ارتباطات/ شبكه‌هاي بي سيم/ شبكه هاي بي‌سيم خودرويي/فناوري ارتباطات برد كوتاه اختصاصي مي باشد. گسترش جمعيت و رشد سريع شهرنشيني و چالش‌هاي اجتماعي، زيست‌محيطي و اقتصاديِ وابسته به آن از جمله موضوعات اصلي مورد توجه در سطح جهان به شمار مي آيد كه طي ساليان گذشته موجب شده است مشكلات عديده اي در زندگي جوامع بشري از ابعاد مختلف ايجاد گردد. در اين ميان، مشكلات مربوط به مديريت ترد خودروها در معابر شهري و جاده اي، آثار زيست محيطي ناشي از آلايندگي خودروها و از همه مهمتر، ايمني آنها و خسارات جاني و مالي ناشي تصادفات خودرويي، هزينه هاي بسيار سنگين اقتصادي بر كشورها تحميل مي كند. مسائل و معضلات مرتبط با افزايش حجم تردد خودروها در سه گروه اصلي ايمني، زيست محيطي و كندي جابجايي دسته بندي مي شوند. استفاده از فناوري هاي نوين در سامانه-هاي حمل ونقل هوشمند راهكار كارآمدي است كه امروزه در دستور كار دولتها براي غلبه براي اين نوع مشكلات و كاهش اثرات آنها بر ايمني، سلامتي و آسايس زندگي انسانها قرار گرفته است. در فناوري ارتباطات برد كوتاه اختصاصي ( DSRC) كه آن را فناوري ارتباطات خودرويي نيز مي نامند، تجهيزاتي بر روي خودروها (OBU ) و همچنين تجهيزاتي در محل هايي خاص در كنار جاده (RSU )، نصب مي‌شوند كه امكان برقراري ارتباط بي‌سيم خودروها با يكديگر (خودرو – خودرو يا V2V ) و نيز بين خودروها و تجهيزات نصب‌شده در كنار جاده (خودرو – زيرساخت يا V2I ) را با استفاده از استاندارد IEEE 802.11p فراهم مي سازند و يك سامانه تبادل اطلاعات خودرويي براي بهبود ايمني حركت خودروها ايجاد مي كنند. اين سامانه با مبادله اطلاعات حساسي مانند موقعيت، سرعت و جهت حركت خودروها تا بردي معين، رانندگان خودروهاي مجهز به آن را از سطح آگاهي بالاتري در رابطه با حضور ساير خودروها در نزديكي خود برخوردار مي‌سازد و اين رانندگان مي‌توانند با دريافت اطلاعاتِ به موقع، براي مقابله با شرايط خطرناك و پرهيز از ورود به موقعيت هاي حادثه آفرين، تصميماتي آگاهانه اتخاذ نمايند. در حال حاضر بسياري از سازمان‌ها و شركت‌ها از دستگاه‌هاي موقعيت ياب موسوم به AVL جهت كنترل و مديريت ناوگان خودرويي خود بهره مي‌برند. اين دستگاه‌ها با وجود پاسخگويي به برخي نيازهاي مديريت هوشمند خودروها، صرفا از طريق شبكه موبايل داده‌هاي موقعيتي را به يك مركز ارسال كرده و نمي‌توانند از مزاياي فراوان فناوري ارتباطات خودرويي بر مبناي استاندارد IEEE 802.11p استفاده كنند. اختراع معرفي شده در اين طرح، يك كارت راديويي مستقل است كه مي تواند به دستگاه هاي AVL از طريق درگاه هاي ورودي متداول نظير سريال و SPI متصل شده و امكان بهره گيري اين دستگاه‌ها از قابليت¬هاي فناوري ارتباطات خودرويي را فراهم آورد.

نحوه ساخت نمونه اي ميكروپمپ كه در آن نياز به بخش مكانيكي متحرك نمي باشد ارائه شده است اين ميكروپمپ شامل ميكروكانالي ساده است كه در آن از يك توده سيال مغناطيسي به عنوان محرك استفاده مي شود. سيال مغناطيسي در اين نوع ميكروپمپ با استفاده از تحريك ميدان مغناطيسي خارجي (آهنرباي دائمي) حركتي پيوسته در كانالي دايروي با ابعاد ميكرومتر خواهد داشت كه موجبات پمپ كردن سيال اصلي را فراهم مي كند. اگر چه توده سيال مغناطيسي با سيال عامل د داراي سطرح تماس است اما سيال مغناطيسي با توجه به خصوصيات ويژه ي آن با سيال پمپ شونده تركيب نمي شود. ميكروپمپ حاضر قابليت استفاده براي پمپ سيال هاي مايع و يا گاز را دارا است. در چرخش 12 دور بر دقيقه براي پمپ مقدار دبي در حالت هد حداقل (فشار نسبي صفر) برابر 130 ميكروليتر بر دقيقه و حداكثر هد برابر 113 ميلي متر آب سات.

اختراع مذكور، سامانه ارتباطات هوشمند خودرويي (Vehicular Intelligent Communications System (VICS مي‌باشد. سامانه ارتباطات هوشمند خودرويي از اجزايي در داخل خودرو به نام واحد درون خودرويي (DOBU) (كه براي عملكرد بهتر با الكترونيك خودرو يكپارچه شده است)، تجهيزات لازم براي نصب در كنار مسير عبور خودروها، موسوم به واحد كنارجاده اي (DRSU)، و پشتيباني هاي نرم-افزاري مورد نياز براي اجراي برنامه هاي كاربردي و نمايش داده هاي رديابي خودروها در مركز كنترل و مانيتورينگ سامانه تشكيل شده است. واحد DOBU وظيفه پردازش داده هاي دريافتي از الكترونيك خودرو براي توليد پيام هاي ايمني و انتشار آن‌ها در محيط اطراف، طبق پروتكل IEEE 802.11p و در باند فركانسي 5.850 الي 5.925 گيگاهرتز را به عهده دارد. تجهيزات DRSU نيز وظيفه دارند كه پيام هاي دريافتي از DOBU ها را حسب مورد براي اطلاع ساير خودروها در محيط منتشر كرده و به مركز CCR (اتاق كنترل و مانيتورينگ مركزي) منتقل كنند و پيام‌هاي اين مركز را در مسير عبور خودروها منتشر نمايند. اين پيام ها از طريق واحدهاي DOBU خودروها به صورت صوتي و تصويري به آگاهي رانندگان مي رسد. از مزاياي اين اختراع برقراري ارتباطات بين خودروها با تجهيزات كنار مسير و همچنين خودروها با يكديگر به ‌منظور ايمني، روان سازي ترافيك (تحرك پذيري) و كاهش مصرف سوخت كه اين مهم از طريق پياده‌سازي كاربردهاي مختلف در اين اختراع مسير مي‌شود.

در اين طرح نحوه ساخت نمونه اي ميكروپمپ كه در آن نياز به بخش مكانيكي متحرك نمي باشد ارائه شده است. اني ميكروپمپ شامل ميكروكانالي ساده است كه درون آن از توده هاي سيال مغناطيسي (فروفلويد) به عنوان پيستون محرك جريان و نيز دريچه قطع و وصل عبور جريان در ورودي و خروجي ميكروپمپ استفاده مي شود. يك توده سيال مغناطيسي با ايفاي نقش پيستون با استفاده از تحريك ميدان مغناطيسي خارجي حركت رفت و برگشتي در كانالي با ابعاد ميكرومتر خواهد داشت كه موجبات پمپ كردن سيال اصلي را فراهم مي كند. همچنين يك توده سيال مغناطيي به نوبت با مسدود نمودن محل هاي ورودي و خروجي جريان به عنوان دريچه قطع و وصل عبور جريان در ورودي و خروجي ميكروپمپ عمل مي كند. اگر چه توده سيال مغناطيسي با سيال عامل داراي سطح تماس است اما سيال مغناطيسي - با توجه به خصوصيات ويژه ي آن - با سيال پمپ شونده تركيب نمي شود. اين نوع ميكروپمپ قابليت استفاده براي پمپ نمودن سيال هاي مايع و با گاز را دارا است. نتيجه اين گزارش طراحي ساخت سرهم بندي و تست تجربي ميكروپمپ فروفلويديك پيستوني است. محرك هاي مغناطيسي بكار گرفته شده آهنرباهاي دائمي هستند كه حركت آن ها از طريق استپ موتور تأمين مي شود. براي نمونه ي ميكروپمپ توليد شده در سرعت پيستون 40 سيكل بر دقيقه مقدار دبي پمپ در حالت اختلاف هد حداقل (فشار نسبي صفر) برابر 90 ميكروليتر بر دقيقه و حداكثر هد قابل دسترسي پمپ در حالت مذكور برابر 24 ميلي متر آب به دست آمده است.