اختراع با نام " دستگاه باريكه ساز پرتويي چرخان " براي ايجاد باريكه مدادي از پرتوهاي ايكس و گاما شاخته شده است. چشمه پرتوزاي طبيعي نقطه‌اي و يا تيوب ايكس قرارگرفتن در مركز اين دستگاه از خود فوتون‌هاي پرانرژي گاما يا ايكس تابش مي كند. اين تابش همسانگرد يا گسترده سپس با استفاده از باريكه ساز يا كوليماتور به صورت دسته‌هاي پرتوهاي موازي و باريكه مدادي درمي‌آيند. همزمان با استفاده از موتورهاي تعبيه شده روي اين دستگاه، باريكه سازها به چرخش درآمده و از 4طرف ديسك چرخان كه كوليماتور ها با زاويه 90 درجه قرار گرفته اند، پرتوهاي خروجي براي اسكن از بالا به پايين يا بالعكس تعبيه شده‌اند. از آن جا كه جهت اصلي و مرجح تنها از خروجي باريكه ساز است، جنس ديواره موازي‌ساز از ماده‌اي با ضريب جذب فوتون بالا بوده و در ابتداي هر كوليماتور نيز لايه اي فلز سنگين قرار گرفته است كه از خروج پرتوها به علل حفاظت در برابر اشعه و همچنين نويز جلوگيري به عمل آيد. دستگاه شامل يك موتور الكتريكي يك پايه نگهدارنده، فلنج هاي واسط، ديسك چرخان و كوليماتورهاي موجود در آن مي باشد. سيستم كنترل شامل plc، سنسور دقيق سرعت، سنسور دما، موتور، سيستم فيدبك، سيستم خنك كننده و سيستم برنامه ريزي آنلاين است. اين دستگاه توانايي چرخش با سرعت حداقل 0.5 دور بر دقيقه به بالا را داراست.

اختراع با نام " سامانه آشكارسازي پرتوهاي ايكس پس‌پراكنده " مجموعه‌اي از سخت افزار بهم پيوسته و برنامه ريزي شده است كه وظيفه ثبت وشمارش فوتون‌هاي ايكس پس پراكنده شده را در مدهاي مختلف زمان دار هر ركورد دارد. اين اختراع شامل سه بخش است. بخش اول مربوط به فيزيك و مهندسي پرتويي آشكارسازي فوتون‌هاي ايكس مي باشد. از آشكارسازهاي بلوك پلاستيك به صورت دو آرايه سه تايي استفاده شده است كه با ايزولاسيون نوري مناسب از جنس تفلون هم از نفوذ نور به داخل جلوگيري به عمل آمده است و هم بازتابندگي افزايش يافته است. فوتون‌هاي ايكس پس‌پراكنده شده با انباشت انرژي در حجم آشكارساز نور مرئي توليد نموده و اين نور توسط فوتومولتي‌پلايرها كه با پيكربندي جانبي به آشكارسازها متصل اند، به سيگنال الكتريكي تبديل مي گردد. اين سيگنال سپس در پيش‌تقويت كننده و تقويت كننده قابل خوانش شده و به ماژول شمارنده وارد مي‌شود. تمام اجزاي سيستم به گونه اي طراحي شده اند كه دو شرط سرعت بالاي خوانش و كم بودن ميزان شار فوتون‌هاي پس پراكنده شده را براورده نمايد. 3 مد عملكردي براي دريافت سيگنال پالس در اين اختراع تعريف گشته است. در مد اول شمارش‌ها در بازه هاي زماني يكساني انجام مي‌شود و داده ها به رايانه ارسال مي گردد. در مد دوم با ارسال يك تك پالس تريگر در هر بار جاروب كردن يك اسكن و در مد سوم ركورد به وسيله قطار پالس تريگر خارجي صورت مي پذيرد. اين سه مد عملكردي توسط كاربر تعيين شده و بسته به نوع كاربرد آن انتخاب مي گردد. خروجي ها با استفاده از درگاه شبكه با فركانس مطلوب به رايانه ارسال مي گردد.

وجود جاروبك در سينكرو باعث ايجاد نويز و اغتشاش در سيگنال خروجي شده و از دقت سينكرو مي كاهد دقت پايين سينكروها باعث شده تا در مقايسه با انكودر ها نتوان از آنها در كاربردهاي كنترلي دقيق استفاده نمود در اين تحقيق طرحي جديد براي سينكر و ارائه شده كه در آن سيم پيچ ثانويه بر روي استاتور قرار مي گيرد و جاروبك حذف مي گردد به اين ترتيب با حذف جاروبك والتبع افزايش دقت آن مي توان از آن در كاربردهايي نظير كنترل موقعيت كنترل موقعيت دقيق و سيستم هاي سرو كنترل استفاده نمود در اين طرح شار مغناطيسي به گونه اي خاص رد داخل روتور جريان مي بيابد و باعث القا ولتاژ در سيم پيچ ثانويه مي گردد اين طرح مستلزم آن است كه ورق هاي روتور به ورت دو تكه ساخته مي شوند براي استاتور از سيم پيچي سينوسي متمركز استفاده شده تعداد دور دقيق هر يك از كلاف از روش حذف هارمونيك دلخواه محاسبه گرديده است اين سينكرو ابتدا به كمك نرم افزار اجزا محدود طراحي و تحليل شده است سپس بر اساس پارامتر هاي طراحي سينكرو مورد نظر ساخته شده و تست گرديد است تست به دو صورت تكي و زوجي انجام شده و نتايج حاصل از هر دو تست تائيد كننده ايده اصلي و همچنين مفاهيم تئوري مي باشد

1- مقصود اختراع: مقصود از اين اختراع ارائه روشي نوآورانه براي اندازه‌گيري چرخشي زاويه و يا به واسطه آن اندازه‌گيري طول با دقت بالا است. انواع زيادي از اين حساسه يا سنسور توسط كشورهاي معدودي توليد و به بازار عرضه مي‌شود و معمولاً داراي قيمت بالايي هستند. با افزايش دقت از درجه به دقيقه و بالاتر قيمت اين حساسه‌ها به طور تصاعدي افزايش مي‌يابد. در روش ارائه شده در اين طرح به دليل طراحي ساده و نوآورانه آن، امكان توليد اين حساسه‌ اندازه گيري زاويه با فناوري هاي معمولي ولي با دقت مناسب محيا شده است. روش جديدي كه در اين اختراع به كار گرفته شده است استفاده از تغييرات محدوده تابش نور به واسطه چرخش شافت و تبديل آن به سه سيگنال متمايز و در نهايت استخراج مقدار انحراف زاويه از نقطه مرجع با استفاده از يك پردازنده ARM و نمايش آن در خروجي مي‌باشد. اين روش در هيچيك از انواع انكدرهاي موجود در بازار و مستندات علمي مربوطه مشاهده نشده است. 2- زمينه فني اختراع : زمينه فني اصلي اين نوآوري الكترونيك است ولي در حاشيه به علوم فيزيك نور و مكانيك جامدات نيز مربوط مي‌شود. 3- مشكل فني و برجستگي طرح نوآورانه حاضر امروزه اندازه‌گيري دقيق طول و چرخش محور يكي از نيازهاي اساسي اتوماسيون صنعتي و رباتيك مي‌باشد. اولين مشكل اساسي كه وجود دارد آن است كه زاويه سنج‌هاي چرخشي با دقت مناسب كه در بازار به شافت انكدر معروف است بسيار گران هستند. مخصوصاً نوع مطلق آن كه ساخت آن بر مبناي طراحي متداول صنعتي نيازمند داشتن فناوري بالا در ساخت قطعات ظريف و دقيق است. علاوه بر قيمت بالا ويژگي‌هاي فني مورد نياز است كه معمولا با يكديگر در تعارض هستند يعني بعضي از ويژگي‌ها را بايد فداي ديگري نمود. مانند تفكيك پذيري، دقت، وزن كم، ابعاد كوچك، مقاوم بودن در شرايط محيطي، دوام بالا، سرعت انتقال اطلاعات، تكرار پذيري رفتار، كم بودن گشتاور، مصرف انرژي كم، سرعت چرخش بالا و . . . به دليل طرح نوآورانه بيشتر ويژگي‌هاي فوق در طرح ابداعي حاصل شده ‌است و يا با هزينه به مراتب كمتر قابل دستيابي مي‌باشد. مهمترين ويژگي هاي تكنيكي و برجستگي هاي طرح به طور خلاصه عبارتند از امكان افزايش تفكيك پذيري تا 16 بيت به همين روش، داشتن ابعاد كوچكتر در مقايسه با نمونه مشابه با همين تفكيك پذيري و دقت ، قابليت كاهش ابعاد تا 50% براي همين تفكيك پذيري و دقت، نداشتن جاروبك و حلقه لغزشي و آزاد در گردش، قابليت تبديل به شافت انكدرخطي و توخالي ، حساس نبودن به ميدان‌هاي مغناطيسي، الكتريكي و الكترومغناطيسي، عدم نياز به قطعات مكانيكي خيلي حساس و ظريف و وابستگي اندك دقت به قطر انكدر.

خلاصه يكي از بزرگترين مشكلات در صنايع آب و فاضلاب در ايران و جهان آماده‌سازي لجن حاصل از تصفيه فاضلاب براي دفع مي‌باشد كه فرايندي پرهزينه و زمانبر است. بكارگيري امواج فراصوت، با ايجاد پديده كاويتاسيون، باعث تسريع فرايند‌هاي شيميايي و بيولوژيكي در عمليات تصفيه آب و فاضلاب و دفع لجن مي‌گردد. اين تكنولوژي به دليل مزاياي منحصر به فرد خود، گسترش چشمگيري در تاسيسات تصفيه كشورهاي توسعه يافته داشته است. در طرح حاضر يك دستگاه پردازش مايعات به كمك ارتعاشات فراصوت طراحي، ساخته و آزمايش شده است. قلب دستگاه يك مبدل ماژولار فراصوت با توان يك كيلووات و مغز متفكر دستگاه منبع تغذيه آن مي‌باشد. براي بررسي عملكرد دستگاه و اعمال اثر بر روي مايعات اجزاي اصلي دستگاه بر روي يك چارچوب مناسب قرار گرفته‌اند. در دستگاه حاضر مايعات از طريق پمپ از درون مخزن اوليه به درون لوله پردازش مايع منتقل مي‌شوند. درون لوله رادياتور فراصوت با اعمال ارتعاشات مكانيكي و ايجاد پديده كاويتاسيون مايع را پردازش مي‌نمايد. طراحي مجموعه ايجاد ارتعاشات فراصوت توسط نرم‌افزار‌هاي اجزاء محدود انجام گرفته است و ابعاد بهينه براي اجزاي تشكيل دهنده آن شامل مبدل فراصوت، بوستر و هورن بدست آمده و پس از ساخت هر كدام از قطعات مجموعه روي هم مونتاژ گرديده است. آزمون بررسي اثر فراصوت بر روي چند نمونه لجن انجام گرفته است و نتايج بسيار مطلوب بر روي لجن حاصل شده است. اين نتايج نويد مي‌دهند كه بتوان از دستگاه صنعتي و بومي سازي شده در بهينه‌سازي و كاهش فرايند‌هاي تصفيه آب و فاضلاب استفاده نمود.

فرآيند متالورژي پودر به عنوان يك روش با قابليت توليد قطعه‌ها با شكل نزديك به شكل نهايي، هندسه‌هاي پيچيده و نيز امكان توليد قطعه‌ها از مواد با نقطه ذوب بالا در سطح وسيعي در صنايع مختلف براي توليد قطعه‌هاي فلزي، سراميكي، پليمري و نيز كپسول‌هاي دارويي به كار مي‌رود. در اين روش ذره‌هاي پودر در يك قالب فشرده شده و سپس تف‌جوشي مي‌شوند و در برخي موارد، فشردن و تف‌جوشي همزمان انجام مي‌شود. با توجه به كاربرد وسيع اين فرآيند، تكنولوژي‌هاي مختلفي براي فشردن پودر تدوين گرديده است كه رايجترين آن‌ها روش فشردن پودر بصورت محوري در قالب است. استحكام و چگالي قطعه حاصل در اين روش به طور‌ مستقيم بر روي خواص مكانيكي و پايداري ابعادي قطعه نهايي تاثيرگذار است. وجود هرگونه عيب، تخلخل و عدم يكنواختي در توزيع چگالي خشته خام موجب كاهش خواص استحكامي قطعه نهايي مي‌گردد. براي غلبه بر اين مشكل راه‌حل هاي متعددي نظير استفاده از نيروي فشردن بالاتر و استفاده از روش‌هاي فشردن ايزواستاتيك وجود دارد. راه‌حل ديگر بهره‌گيري از امواج فراصوت در حين فرآيند فشرده‌سازي است كه موجب كاهش ضريب اصطكاك بين ذره اي و نيز كاهش تنش سيلان مواد مي گردد و از اين رو چگالي يكنواخت تر و بالاتري را نتيجه مي دهد. اين عامل سبب مي شود كه علاوه بر استحكام بالاي خشته خام و كاهش تخلخل، پايداري ابعادي قطعه حاصل نيز بهبود يابد. در اين اختراع با هدف گذاري توليد قطعه با استفاده از روش متالورژي پودر تحت ارتعاشات فراصوت، چيدماني جهت اعمال ارتعاشات فراصوت بر فرآيند فشرده سازي محوري سرد پودر طراحي و ساخته شد. چيدمان به گونه اي طراحي شده است كه قابليت اعمال ارتعاشات طولي و شعاعي بصورت مجزا و همزمان تامين شده است. در اين راستا، در ابتدا با توجه به طراحي مفهومي، با تحليل المان محدود، سه عدد ترانسديوسر التراسونيك طراحي و ساخته شد. سپس چيدمان فشرده سازي محوري پودر با قابليت اعمال ارتعاشات فراصوت و نيز قابليت نصب بر روي دستگاه هاي پرس، با تحليل نرم افزاري، طراحي و ساخته شد. مراحل طراحي، شامل طراحي مقاومت مصالحي و نيز آناليز مودال است. كارائي و عملكرد اين مجموعه با استفاده از نمونه هاي پودر آهن خالص تيتانيوم خالص تجاري و تيتانيوم آلياژي Ti-6Al-4V بررسي شده است. نتايج نشانگر تاثير مثبت ارتعاشات فراصوت در كاهش اصطكاك بين ديواره قالب و ذره‌هاي پودر و نيز اصطكاك بين ذره‌اي و تغيير در پلاستيسيته ذرات پودر مي باشد كه منجر به افزايش چگالي و يكنواختي توزيع آن و در نتيجه افزايش استحكام خشته خام ميگردد. همچنين سبب بهبود استحكام و پايداري ابعادي قطعه نهايي مي‌شود. دستگاه ساخته شده در اين اختراع، قابليت استفاده در مقياس آزمايشگاهي و صنعتي را دارا است.

خلاصه اختراع: اين فانتوم مجموعه‌اي است شامل 3 فانتوم كه هر يك ويژگي‌اي خاص را بررسي كمي و كيفي كيفيت تصوير ديجيتال پس‌پراكندگي پرتوي ايكس دربرمي‌گيرد. فانتوم نوع اول شامل ميله‌هايي است كه با ضخامت‌هاي مختلف و جنس‌هايي با اعداد اتمي پايين (پلي اتيلن) و بالا (معادل فولاد) كه به صورت عمودي در فواصل معين قرار گرفته‌اند. زير فانتوم شماره دو ميله‌هايي با ضخامت‌هاي مختلف به صورت افقي و زاويه 45 درجه هستند كه در فواصل معيني قرار گرفته‌اند. در زير فانتوم شماره 3، يك گوه پله‌اي از جنس پلي‌اتيلن و فولاد به گونه‌اي طراحي شده‌اند كه بتواند ميزان فوتون‌هاي بازگشتي روي دتكتور كه معادل كنتراست تشكيلي تصوير است را به ازاي طول‌هاي گام‌هاي مختلف و ارتفاع هاي مختلف بسنجد. از آنجايي كه نحوه تشكيل تصوير تكنيك نقاط پرواز است، كل فانتوم‌ها مي‌بايست با سرعت‌هاي معيني در مقابل باريكه پرتوهاي ايكس به صورت افقي حركت كند. براي اين كار يك ساختار فلزي شامل دو بخش ثابت و متحرك در نظر گرفته شده است كه با استفاده از يك سرو-موتور و يك تسمه به حركت در مي‌آيد. حركت شامل سه بخش با پروفايل حركتي به صورت S-Curve پياده شده است كه كمترين ميزان تلورانس را داشته باشد.

سيستم هاي انتقال حرارت يكي از مهم ترين دغدغه هاي كارخانه ها و صنايعي است كه به نوعي با توليد گرما و انتقال آن رو به رو مي باشند. در اين شرايط استفاده از سيستم هاي انتقال دهنده ي حرارت پيشرفته و بهينه، كاري اجتناب ناپذير است. براي افزايش انتقال حرارت، عموما چارهخ اي جز افزايش سطح انتقال حرارت و يا بهبود خواص انتقال حرارتي سيال حامل نمي باشد. يكي از روش هاي متفاوتي كه به منظور افزايش انتقال حرارت با حفظ وضع موجود يك سيستم از نظر سطح انتقال حرارتي سيال حامل نمي باشد. يكي از روش هاي متفاوتي كه به منظور افزايش انتقال حرارت با حفظ وضع موجود يك سيستم، از نظر سطح انتقال حرارت و نوع سيال حامل مورد استفاده قرار مي گيرد، استفاده از امواج فرا صوت است. اين امواج با ايجاد يك سري جريان جابجايي اجباري بدون استفاده از پمپ موجب افزايش انتقال حرارت از سطوح گرم مي شود. با توجه به اينكه امواج فراصوت نياز به لوله كشي و پمپ ندارد و از سوي ديگر بر روي جداره هاي يك مبدل حرارتي بدون تغيير عمده در طراحي آن قابل استفاده مي باشد، در مواقعي كه امكان افزايش سطح انتقال حرارت و يا تغيير سيال حامل وجود ندارد مي توان از امواج فراصوت براي انتقال حرارت بهتر استفاده كرد.

امروزه استفاده از نوسانات مافوق صوت در فرايندهاي مختلف براده برداري جهت افزايش كيفيت و كاهش زمان توليد بيش از پيش مورد توجه قرار گرفته است. استفاده از امواج مافوق صوت در فرايند سنگزني منجر به كاهش نيروهاي فرايند از طريق كاهش اصطكاك و تغيير مكانيزم براده برداري گرديده است. در ين نوآوري به بررسي دقيق فرايند سنگزني به كمك ارتعاشات مافوق صوت پرداخته شده است و ديناميك حركت يك ذره ساينده در مسير برش در سنگزني توام با ارتعاشات مافوق صوت به كمك روابط تحليلي و عددي بررسي شده و نتايج يافته هاي تئوري با نتايج آزمون هاي عملي سنگزني خزشي سوپر آلياژ Inconel 738LC مقايسه شده است. مدل سازي عددي فرايند سنگزني به كمك امواج مافوق صوت به روش المان محدود با استفاده از نرم افزار Msc.Superform انجام گرفته و مكانيزم براده برداري و نحوه درگيري ذره ساينده و قطعه كار شبيه سازي شده است. تحليل تئوري درگيري ذره ساينده و قطعه كار در حالتي كه ارتعاشات مافوق صوت در جهت پيشروي به قطعه كار اعمال مي شود نشان دهنده درگيري مقطع ذره ساينده و قطعه كار و همچنين كاهش و يا حذف مناطق سايش و شخم زني در مسير برش است. شبيه سازي عددي فرايند سنگزني به كمك ارتعاشات مافوق نيز نشان داده است كه مكانيزم و نحوه درگيري ذره ساينده و قطعه كار با سنگزني معمولي متفاوت بوده و بصورت منقطع صورت گرفته كه در نتيجه اعمال نوسانات مافوق صوت، نيروهاي عمودي و افقي نسبت به حالت معمولي سنگزني كاهش داشته است. جهت انجام آزمون هاي عملي از سوپر آلياژ Inconel738LC به عنوان جنس قطعه كار استفاده شده و با اتصال يك كلگي التراسونيك به پيشاني قطعه كار، ارتعاشات مافوق صوت در جهت پيشروي به قطعه كار اعمال شده است. اندازه گيري نيروهاي سنگزني در حضور ارتعاشات مافوق صوت و بدون آن در چندين سرعت پيشروي و چند عمق باربرداري نشان داده است كه در تمامي موارد اعمال ارتعاشات مافوق صوت به قطعه كار نيروهاي سنگزني كاهش داشته و سوختگي سطحي تقليل مي يابد.

با توجه به كاربرد عمده فرايند جوشكاري در صنايع مختلف از قبيل صنايع پتروشيمي ، كشتي سازي، ساخت سكوهاي نفتي و صنايع خودروسازي و همچنين استحكام پايين اتصالات جوشي در مقابل بارهاي ديناميكي شكست ناشي از خستگي يكي از مشكلات اصلي طراحي و نگهداري اتصالات جوشي در مقابل بارهاي ديناميكي شكست ناشي از خستگي يكي از مشكلات اصلي طراحي و نگهداري اتصالات جوشي براي صنعت محسوب مي شود. از اينرو انجام عمليات بهبود دهنده به منظور افزايش استحكام خستگي اتصالات جوشي يكي از مباحث تحقيقاتي مهم بوده كه جنبه هاي كاربردي فراواني دارد. روش هاي مختلفي از قبيل عمليات سنگ زني، دوباره ذوب كردن پايه جوش، ساچمه زني، عمليات حرارتي براي افزايش استحكام خستگي جوش وجود داردند. روش چكش كاري مافوق صوت روش جديدي بوده كه نسبت به ساير روش ها برتري هاي فراواني دارد. در اين اختراع براساس معادلات طراحي كلاسيك به همراه تحليل المان محدود كلگي ترانسديوسر اولتراسونيك و ابزار مربوطه براي عمليات چكش كاري اولتراسونيك طراحي شده و اجزاء متصل به آن مانند تمركز دهنده و ابزار متصل به تمركز دهنده بر اين اساس طراحي شده اند. بعد از طراحي مجموعه و ساخت آنها اجزاء مونتاژ شده و منتهي به توليد يك نمونه صنعتي دستگاه چكش كاري اولتراسونيك شده است. عمليات چكش كاري روي چند نمونه جوشكاري شده انجام گرديد نتايج بدست آمده از تست خستگي و شكست نمونه ها نشان دهنده افزايش قابل ملاحظه عمر خستگي و استحكام شكست سازه هاي جوشي مي باشد.